JP2020500873A - Conditioning method of ethylene epoxidation catalyst and related method of formation of ethylene oxide - Google Patents

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Abstract

エチレンエポキシ化触媒のコンディショニング方法が提供される。コンディショニング方法は、銀およびレニウム助触媒を堆積させた担体を含むエチレンエポキシ化触媒を酸素を含むコンディショニング供給ガスと少なくとも2時間の期間、180℃超かつ最大250℃の温度で接触させることであって、エチレンエポキシ化触媒とコンディショニング供給ガスとの接触が、エポキシ化反応器内でエチレンの不在下で行われる、接触させることを含む。エチレンのエポキシ化のための関連方法もまた提供される。A method for conditioning an ethylene epoxidation catalyst is provided. The conditioning method comprises contacting an ethylene epoxidation catalyst comprising a support having silver and rhenium promoter deposited thereon with a conditioning feed gas comprising oxygen at a temperature greater than 180 ° C and up to 250 ° C for at least 2 hours. Contacting the ethylene epoxidation catalyst with the conditioning feed gas is performed in the absence of ethylene in the epoxidation reactor. A related method for epoxidation of ethylene is also provided.

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2016年12月2日に出願された米国特許仮出願第62/429,111号の利益を主張し、これは参照により本明細書に組み込まれる。
CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application claims the benefit of US Provisional Application No. 62 / 429,111, filed December 2, 2016, which is incorporated herein by reference.

エチレンオキシドは、多種多様な化学物質および製品の製造における用途の広い化学中間体としての使用で知られている貴重な原材料である。例えば、エチレンオキシドはエチレングリコールを製造するために使用され、それは多くの多様な用途で使用され、自動車エンジンの不凍液、油圧ブレーキフルード、樹脂、繊維、溶剤、塗料、プラスチック、フィルム、家庭用および工業用クリーナー、医薬品、および化粧品、シャンプーなどのパーソナルケア用品を含む様々な製品に見ることができる。   Ethylene oxide is a valuable raw material known for use as a versatile chemical intermediate in the manufacture of a wide variety of chemicals and products. For example, ethylene oxide is used to produce ethylene glycol, which is used in many diverse applications, including antifreeze in automotive engines, hydraulic brake fluids, resins, fibers, solvents, paints, plastics, films, household and industrial It can be found in a variety of products, including cleaners, pharmaceuticals, and personal care products such as cosmetics, shampoos, and the like.

エチレンオキシドは、銀ベースのエチレンエポキシ化触媒の存在下でエチレンを酸素と反応させることによって形成される。「効率」としても知られるエチレンエポキシ化触媒の選択率は、競合する副生物(例えば、CO2およびH2O)に対して、エチレンを所望の反応生成物であるエチレンオキシドに変換するエポキシ化触媒の能力を指し、典型的には、反応したエチレンのモル数当たりに生成したエチレンオキシドのモル数の百分率として表される。   Ethylene oxide is formed by reacting ethylene with oxygen in the presence of a silver-based ethylene epoxidation catalyst. The selectivity of an ethylene epoxidation catalyst, also known as “efficiency,” determines the ability of the epoxidation catalyst to convert ethylene to the desired reaction product, ethylene oxide, with respect to competing by-products (eg, CO 2 and H 2 O). And typically expressed as a percentage of moles of ethylene oxide formed per mole of ethylene reacted.

最近の銀ベースのエチレンエポキシ化触媒は、エチレンオキシドの生成に対して非常に選択的であり、反応式の化学量論に基づいて、6/7または85.7モル%の理論的最大選択率を超える選択率値を達成することができる。
7 C2H4+6 O2→6 C2H4O+2 CO2+2 H2O
Kirk−Othmerの工業化学百科事典、第4版、第9巻、1994、926頁を参照のこと。そのような「高選択率」触媒は、典型的には、銀、レニウム助触媒、および任意で、アルカリ金属(例えば、セシウム、リチウムなど)、アルカリ土類金属(例えば、マグネシウム)、遷移金属(例えば、タングステン)、および主族の非金属(例えば、硫黄)などの1種以上の追加の助触媒を含み、これらは、例えば、米国特許第4,761,394号および同第4,766,105号に開示されている。
Modern silver-based ethylene epoxidation catalysts are very selective for the formation of ethylene oxide, and have a theoretical maximum selectivity of 6/7 or 85.7 mol%, based on the stoichiometry of the reaction equation. Higher selectivity values can be achieved.
7 C2H4 + 6 O2 → 6 C2H4O + 2 CO2 + 2 H2O
See Kirk-Othmer, Encyclopedia of Industrial Chemistry, 4th Edition, Volume 9, 1994, pp. 926. Such "high selectivity" catalysts typically include silver, rhenium cocatalyst, and optionally, alkali metals (e.g., cesium, lithium, etc.), alkaline earth metals (e.g., magnesium), transition metals (e.g., magnesium). And one or more additional cocatalysts, such as, for example, tungsten), and main group non-metals (eg, sulfur), which are described, for example, in US Pat. Nos. 4,761,394 and 4,766. No. 105.

多くの場合、選択率がエチレンエポキシ化プロセスの経済的魅力を決定する。例えば、商業規模では、エポキシ化プロセスの選択率のわずかな、例えば1%の増加でさえ、大規模エチレンオキシドプラントの年間操業コストを実質的に低減することができる。したがって、触媒選択率を改良しそして触媒性能の十分な利用を可能にするプロセス条件を見出すために多くの研究がなされてきた。   In many cases, the selectivity determines the economic attractiveness of the ethylene epoxidation process. For example, on a commercial scale, even a small, eg, 1%, increase in selectivity of the epoxidation process can substantially reduce the annual operating cost of a large ethylene oxide plant. Therefore, much work has been done to find process conditions that improve catalyst selectivity and allow for full utilization of catalyst performance.

触媒製造から残留有機化合物もしくはアンモニアを除去するため、または触媒性能(例えば、活性および/または選択率)を改善するために、エポキシ化反応の開始前に高選択率触媒を調整することができる。コンディショニングプロセスは、エチレンオキシド生成の開始前に行われてもよく、概して、触媒を非反応性供給ガスと接触させることを含んでもよい。供給ガス組成および温度などの、コンディショニング期間中の触媒床の期間および条件は、安定運転に達した後に観察される触媒性能に大きく影響する可能性がある。したがって、改良された触媒性能を提供するコンディショニング方法に対する必要性が生じている。   The high selectivity catalyst can be adjusted prior to the start of the epoxidation reaction to remove residual organic compounds or ammonia from the catalyst preparation, or to improve catalyst performance (eg, activity and / or selectivity). The conditioning process may be performed before the onset of ethylene oxide production and may generally involve contacting the catalyst with a non-reactive feed gas. The duration and conditions of the catalyst bed during the conditioning period, such as feed gas composition and temperature, can significantly affect the catalyst performance observed after reaching stable operation. Accordingly, a need has arisen for a conditioning method that provides improved catalyst performance.

米国特許第4,761,394号明細書U.S. Pat. No. 4,761,394 米国特許第4,766,105号明細書U.S. Pat. No. 4,766,105

エチレンエポキシ化触媒のコンディショニング方法が提供される。コンディショニング方法は、銀およびレニウム助触媒を堆積させた担体を含むエチレンエポキシ化触媒を酸素を含むコンディショニング供給ガスと少なくとも2時間の期間、180℃超かつ最大250℃の温度で接触させることであって、エチレンエポキシ化触媒とコンディショニング供給ガスとの接触が、エポキシ化反応器内でエチレンの不在下で行われる、接触させることを含む。   A method for conditioning an ethylene epoxidation catalyst is provided. The conditioning method comprises contacting an ethylene epoxidation catalyst comprising a support having silver and rhenium promoter deposited thereon with a conditioning feed gas comprising oxygen at a temperature greater than 180 ° C and up to 250 ° C for at least 2 hours. Contacting the ethylene epoxidation catalyst with the conditioning feed gas is performed in the absence of ethylene in the epoxidation reactor.

エチレンのエポキシ化方法もまた提供され、この方法は、銀およびレニウム助触媒を堆積させた担体を含むエチレンエポキシ化触媒を酸素を含むコンディショニング供給ガスと少なくとも2時間の期間、180℃超かつ最大250℃の温度で接触させることであって、エチレンエポキシ化触媒とコンディショニング供給ガスとの接触が、エポキシ化反応器内でエチレンの不在下で行われる、接触させることと、続いて、エポキシ化反応器内のエチレンエポキシ化触媒を、エチレン、酸素、および有機塩化物を含むエポキシ化供給ガスと接触させることと、を含む。   Also provided is a method for epoxidation of ethylene, the method comprising the steps of contacting an ethylene epoxidation catalyst comprising a carrier with silver and rhenium co-catalyst deposited thereon with a conditioning feed gas comprising oxygen for a period of at least 2 hours above 180 ° C and up to 250 ° C. C., wherein the contacting of the ethylene epoxidation catalyst with the conditioning feed gas is carried out in the absence of ethylene in the epoxidation reactor. Contacting the ethylene epoxidation catalyst within with an epoxidation feed gas comprising ethylene, oxygen, and an organic chloride.

エチレンエポキシ化プロセスにおけるエチレンエポキシ化触媒の選択率の改善方法もまた提供され、この方法は、コンディショニング方法は、銀およびレニウム助触媒を堆積させた担体を含むエチレンエポキシ化触媒を酸素を含むコンディショニング供給ガスと少なくとも2時間の期間、180℃超かつ最大250℃の温度で接触させることであって、エチレンエポキシ化触媒とコンディショニング供給ガスとの接触が、エポキシ化反応器内でエチレンの不在下で行われる、接触させることと、続いて、エポキシ化反応器内のエチレンエポキシ化触媒を、エチレン、酸素、および有機塩化物を含むエポキシ化供給ガスと接触させることと、を含む。   Also provided is a method of improving the selectivity of an ethylene epoxidation catalyst in an ethylene epoxidation process, wherein the conditioning method comprises the steps of: Contacting the gas with the gas at a temperature above 180 ° C. and up to 250 ° C. for a period of at least 2 hours, wherein the contact of the ethylene epoxidation catalyst with the conditioning feed gas is carried out in the absence of ethylene in the epoxidation reactor. And contacting the ethylene epoxidation catalyst in the epoxidation reactor with an epoxidation feed gas comprising ethylene, oxygen, and organic chloride.

本開示のいくつかの特定の例示的な実施形態は、以下の説明および添付の図面を部分的に参照することによって理解され得る。   Some specific exemplary embodiments of the present disclosure may be understood by referring, in part, to the following description and the accompanying drawings.

実験1〜14の棒グラフであり、比較例1〜5について平均選択率85.7%、実施例6および7について平均選択率86.9%、ならびに実施例8〜14について平均選択率88.4%を示す。It is a bar graph of experiment 1-14, 85.7% of average selectivity about Comparative Examples 1-5, 86.9% of average selectivity about Examples 6 and 7, and 88.4% of average selectivity about Examples 8-14. %. 酸素濃度5%、24時間のコンディショニング時の温度の影響を示す。The effect of temperature during conditioning for 24 hours at an oxygen concentration of 5% is shown. 185℃および245℃の2つの温度における24時間の酸素濃度の影響を示す。The effect of oxygen concentration for 24 hours at two temperatures of 185 ° C and 245 ° C is shown. 245℃の温度におけるコンディショニング時間の影響を示す。3 shows the effect of conditioning time at a temperature of 245 ° C. 以下の比較例18および実施例19で観察された、エポキシ化供給ガスの導入後最初の12時間の酸素転化率(%)を示すグラフである。21 is a graph showing the oxygen conversion (%) observed for the first 12 hours after introduction of the epoxidation feed gas, observed in Comparative Example 18 and Example 19 below. 以下の比較例18および実施例19で観察された、エポキシ化供給ガスの導入後最初の12時間の選択率(%)を示すグラフである。20 is a graph showing the selectivity (%) of the first 12 hours after introduction of the epoxidation feed gas, observed in Comparative Example 18 and Example 19 below.

本開示は様々な修正形態および代替形態の影響を受けやすいが、特定の例示的な実施形態が図面に示されており、本明細書でより詳細に説明されている。しかしながら、特定の例示的な実施形態の説明は、開示された特定の形態に本発明を限定することを意図していないが、反対に、この開示は添付の特許請求の範囲によって部分的に例示されるようなすべての修正および均等物を網羅するものであることが理解されるべきである。   While the present disclosure is susceptible to various modifications and alternative forms, certain exemplary embodiments are shown in the drawings and are described herein in more detail. However, while the description of certain exemplary embodiments is not intended to limit the invention to the particular forms disclosed, on the contrary, this disclosure is partially illustrated by the appended claims. It should be understood that they are intended to cover all modifications and equivalents as provided.

本開示は、エチレンエポキシ化触媒のコンディショニング方法およびエチレンのエポキシ化の関連方法を提供する。以下に詳細に説明されるように、銀およびレニウム助触媒を堆積させた担体を含むエチレンエポキシ化触媒を酸素を含むコンディショニング供給ガスと少なくとも2時間の期間、180℃超かつ最大250℃の温度で接触させることであって、エチレンエポキシ化触媒とコンディショニング供給ガスとの接触が、エチレンの不在下で行われる、接触させることによって、触媒性能の予想外の改善が得られるということが見出された。   The present disclosure provides a method for conditioning an ethylene epoxidation catalyst and related methods for epoxidation of ethylene. As described in detail below, an ethylene epoxidation catalyst comprising a support having silver and rhenium promoters deposited thereon is conditioned with a conditioning feed gas comprising oxygen at a temperature greater than 180 ° C. and up to 250 ° C. for a period of at least 2 hours. Contacting, wherein the contacting of the ethylene epoxidation catalyst with the conditioning feed gas is performed in the absence of ethylene, and it has been found that contacting results in an unexpected improvement in catalyst performance. .

特に、本開示のコンディショニング方法は、銀およびレニウム助触媒を堆積させた担体を含むエチレンエポキシ化触媒が、従来の触媒コンディショニング方法を使用してまたはコンディショニング方法を使用せずに、同一のエチレンエポキシ化触媒が達成するよりも、高い最大触媒選択率を達成する。同様に、本開示のコンディショニング方法はまた、銀およびレニウム助触媒を堆積させた担体を含むエチレンエポキシ化触媒が、従来の触媒コンディショニング方法を使用してまたはコンディショニング方法を使用せずに、同一のエチレンエポキシ化触媒が達成するよりも、全体的に高い平均触媒選択率および/または高いエチレンオキシド生成を達成することができる。   In particular, the conditioning method of the present disclosure provides that the ethylene epoxidation catalyst comprising the silver and rhenium co-catalyst-deposited carrier has the same ethylene epoxidation using or without conventional catalyst conditioning methods. It achieves a higher maximum catalyst selectivity than does the catalyst. Similarly, the conditioning method of the present disclosure also provides that the ethylene epoxidation catalyst comprising the silver and rhenium co-catalyst-deposited carrier has the same ethylene epoxidation using or not using conventional catalyst conditioning methods. Overall higher average catalyst selectivities and / or higher ethylene oxide production can be achieved than with epoxidation catalysts.

さらに、本開示のコンディショニング方法に従ってコンディショニングされたエチレンエポキシ化触媒はまた、エチレンおよび酸素を含む開始供給ガスが導入される時点で、同一のエチレンエポキシ化触媒が示すよりも低い酸素転化レベルを有利に示し得る。これは、それがより安定で容易に制御可能であり、それにより安全であるプロセスを可能にするので特に有利である。より低い酸素転化レベルは、反応器の出口への酸素のより速い漏出をもたらし得、それは反応器ガスループ中の酸素濃度のより速い増加を可能にし得る。これは、開始供給ガス中の酸素濃度および/または酸素供給速度をより速い速度で増加させることを可能にし、これは、通常のエチレンオキシド生成中に利用されるエポキシ化供給ガスと同一または実質的に同一の濃度である酸素濃度が達成される前に必要とされる時間量を著しく減少させることができる。さらに、本明細書に開示される方法は、スタートアッププロセスの期間を大幅に短縮すること、および/またはエポキシ化プロセスの全体的な収益性を改善することなど、他の利点を有することができる。   Further, the ethylene epoxidation catalyst conditioned in accordance with the conditioning method of the present disclosure also advantageously provides a lower oxygen conversion level than the same ethylene epoxidation catalyst exhibits when the starting feed gas comprising ethylene and oxygen is introduced. Can be shown. This is particularly advantageous as it allows for a process that is more stable and easily controllable, and thereby safer. Lower oxygen conversion levels may result in faster leakage of oxygen to the reactor outlet, which may allow for a faster increase in oxygen concentration in the reactor gas loop. This allows the oxygen concentration and / or oxygen feed rate in the starting feed gas to be increased at a faster rate, which is the same or substantially the same as the epoxidized feed gas utilized during normal ethylene oxide production. The amount of time required before the same concentration of oxygen is achieved can be significantly reduced. Further, the methods disclosed herein can have other advantages, such as significantly shortening the duration of the startup process and / or improving the overall profitability of the epoxidation process.

本明細書に記載のコンディショニングおよびエチレンエポキシ化方法は、多くの方法で実施することができるが、気相プロセス、すなわち、供給物を固体材料として存在するエチレンエポキシ化触媒と気相中で接触させるプロセスで、典型的には、多管式エポキシ化反応器の充填床中で実施することが好ましい。一般に、エチレンエポキシ化プロセスは、連続処理として実施される。エポキシ化反応器は、典型的には、触媒を加熱または冷却するための熱交換器を備えている。本明細書で提供される方法は、新鮮な触媒、ならびに長期間のおよび/または予想外の停止期間の後に再開されるエージング触媒に適用され得る。   The conditioning and ethylene epoxidation methods described herein can be performed in a number of ways, but in a gas phase process, i.e., contacting the feed with an ethylene epoxidation catalyst present as a solid material in the gas phase The process is preferably carried out typically in a packed bed of a multitubular epoxidation reactor. Generally, the ethylene epoxidation process is performed as a continuous process. Epoxidation reactors typically include a heat exchanger for heating or cooling the catalyst. The methods provided herein can be applied to fresh catalysts and aging catalysts that are restarted after prolonged and / or unexpected periods of shutdown.

さらに、本明細書で提供される方法は、エチレンエポキシ化触媒の前駆体(すなわち、還元されていない(カチオン)形態の銀を含み、還元後に、銀およびレニウム助触媒を堆積させた担体を含むエチレンエポキシ化触媒を得るために必要な成分をさらに含む担体)にも適用してよい。この場合、還元は、前駆体を、酸素を含むコンディショニング供給ガスと接触させることによって達成され得る。   Further, the methods provided herein include a precursor of an ethylene epoxidation catalyst (ie, comprising silver in an unreduced (cationic) form, comprising, after reduction, a support on which silver and a rhenium promoter are deposited. The carrier may further include components necessary for obtaining an ethylene epoxidation catalyst. In this case, the reduction may be achieved by contacting the precursor with a conditioning feed gas comprising oxygen.

一般に、銀およびレニウム助触媒を堆積させた担体を含むエチレンエポキシ化触媒は、エポキシ化反応器内で、180℃超かつ最大250℃の温度まで、クーラントヒーターなどの外部熱源を用いて加熱する。例えば、クーラントは、外部熱源(例えば、クーラントヒーター)を用いて加熱され、エポキシ化反応器のクーラント回路に供給され得る。反応器のクーラント回路に供給された加熱されたクーラントは、反応器内のエチレンエポキシ化触媒に熱を伝達し、それによって、温度を180℃超かつ最大250℃に上昇させる。   Generally, an ethylene epoxidation catalyst comprising a support on which silver and rhenium promoters have been deposited is heated in an epoxidation reactor to a temperature above 180 ° C. and up to 250 ° C. using an external heat source such as a coolant heater. For example, the coolant can be heated using an external heat source (eg, a coolant heater) and supplied to a coolant circuit of the epoxidation reactor. The heated coolant supplied to the reactor coolant circuit transfers heat to the ethylene epoxidation catalyst in the reactor, thereby increasing the temperature to above 180 ° C and up to 250 ° C.

本明細書で使用される温度値は、1つ以上の熱電対の使用を通して直接測定されるような触媒床中の気相温度を指すという点に留意すべきである。当業者に既知のように、多管式エポキシ化反応器内の温度を監視する手段として、1つ以上の軸方向に配置された熱電対を選択された反応管に入れることができる。典型的には、エポキシ化反応器は、全部で約1,000〜約12,000の反応管を含み、そのうち5〜50、好ましくは5〜30の反応管が熱電対を含む。熱電対は、典型的には、反応管の全長にわたって延びており、通常、1つ以上の位置決めデバイスによって管の中心に置かれている。好ましくは、各熱電対は、その長さに沿って5〜10個の測定点(例えば、多点熱電対)を有し、操作者が触媒床の温度プロファイルを観察することを可能にする。意味のある代表的な測定を可能にするために、反応器内のどの特定の反応管が熱電対を含むべきか、およびそれらがどこに配置されるべきかを決定することは、当業者の能力の範囲内である。正確さのために、複数の等間隔の熱電対が利用されることが好ましく、その場合、当業者に既知のように、比較的均一な負荷密度を有する触媒床の温度は、複数のガス温度測定値の数値平均をとることによって計算される。   It should be noted that the temperature values used herein refer to the gas phase temperature in the catalyst bed as measured directly through the use of one or more thermocouples. As known to those skilled in the art, one or more axially disposed thermocouples can be placed in the selected reaction tube as a means of monitoring the temperature in the multitubular epoxidation reactor. Typically, the epoxidation reactor contains a total of about 1,000 to about 12,000 reaction tubes, of which 5 to 50, and preferably 5 to 30, reaction tubes contain thermocouples. The thermocouple typically extends the entire length of the reaction tube and is usually centered on the tube by one or more positioning devices. Preferably, each thermocouple has from 5 to 10 measurement points along its length (e.g., a multipoint thermocouple), allowing an operator to observe the catalyst bed temperature profile. To enable a meaningful representative measurement, determining which particular reaction tubes in the reactor should contain thermocouples and where they should be located is a skill of the artisan. Is within the range. For accuracy, it is preferred that a plurality of equally spaced thermocouples be utilized, in which case, as is known to those skilled in the art, the temperature of a catalyst bed having a relatively uniform load density will be a multiple gas temperature Calculated by taking the numerical average of the measurements.

任意で、エチレンエポキシ化触媒を酸素を含むコンディショニング供給ガスと少なくとも2時間の期間、180℃超かつ最大250℃の温度で接触させる前に、エポキシ化触媒を任意の好適な温度でスイープガスと接触させてもよく、このスイープガスは、典型的には、窒素、アルゴン、メタンなど、またはそれらの組み合わせなどの不活性ガスである。エチレンエポキシ化触媒の製造に使用されている可能性がある有機窒素化合物の有意な部分を窒素含有気体(これは、ガス流中に掃き出され、触媒から除去される)に変換するために、エチレンエポキシ化触媒をスイープガスと150℃超の温度で接触させることが特に有利であり得る。さらに、いかなる水分も触媒から除去することができる。使用済みエチレンエポキシ化触媒の開始は、スイープガスの使用を必要とする場合もあれば必要としない場合もあるが、頻繁に使用される場合がある。これらの手順に関するさらなる詳細は、米国特許第4,874,879号に見出され得、これは参照により本明細書に組み込まれる。   Optionally, contacting the ethylene epoxidation catalyst with the sweep gas at any suitable temperature prior to contacting the ethylene epoxidation catalyst with a conditioning feed gas comprising oxygen at a temperature greater than 180 ° C and up to 250 ° C for a period of at least 2 hours. The sweep gas may be an inert gas, typically such as nitrogen, argon, methane, or the like, or a combination thereof. To convert a significant portion of the organic nitrogen compounds that may be used in the production of ethylene epoxidation catalysts into nitrogen-containing gases, which are swept into the gas stream and removed from the catalyst, It may be particularly advantageous to contact the ethylene epoxidation catalyst with a sweep gas at a temperature above 150 ° C. In addition, any water can be removed from the catalyst. The initiation of the spent ethylene epoxidation catalyst may or may not require the use of a sweep gas, but may be used frequently. Further details regarding these procedures can be found in US Pat. No. 4,874,879, which is incorporated herein by reference.

本開示の方法によれば、エポキシ化触媒が180℃超かつ最大250℃の温度に達した後、酸素を含むコンディショニング供給ガスと少なくとも2時間接触させる。前述のように、エチレンエポキシ化触媒をエチレンの不在下でコンディショニング供給ガスと接触させ、それによって、エチレンと酸素との間の反応がこの期間中に起こらないようにする。コンディショニング供給ガスが最初にエチレンエポキシ化触媒に導入される温度は限定されないという点に留意すべきであり、したがって、いくつかの実施形態では、コンディショニング供給ガスは、180℃未満の温度で最初に導入されてもよく、任意で、(使用する場合、)スイープガスの前、後、または同時に導入されてもよい。   According to the method of the present disclosure, after the epoxidation catalyst has reached a temperature of greater than 180 ° C. and up to 250 ° C., it is contacted with a conditioning feed gas comprising oxygen for at least 2 hours. As mentioned above, the ethylene epoxidation catalyst is contacted with the conditioning feed gas in the absence of ethylene, thereby preventing the reaction between ethylene and oxygen from taking place during this period. It should be noted that the temperature at which the conditioning feed gas is initially introduced into the ethylene epoxidation catalyst is not limited, and thus, in some embodiments, the conditioning feed gas is initially introduced at a temperature less than 180 ° C. And may optionally be introduced before, after or simultaneously with the sweep gas (if used).

典型的には、エチレンエポキシ化触媒は、180℃超かつ最大250℃、または少なくとも185℃〜最大250℃、または少なくとも190℃〜最大250℃、または少なくとも195℃〜最大250℃、または少なくとも200℃〜最大250℃、または180℃超〜最大245℃、または少なくとも185℃〜最大245℃、または少なくとも190℃〜最大245℃、または少なくとも195℃〜最大245℃、または少なくとも200℃〜最大245℃、または180℃超〜最大240℃、または少なくとも185℃〜最大240℃、または少なくとも190℃〜最大240℃、または少なくとも195℃〜最大240℃、または少なくとも200℃〜最大240℃、または少なくとも220℃〜最大250℃、または少なくとも220℃〜最大245℃、または少なくとも220℃〜最大240℃、または180℃超〜最大220℃、または少なくとも185℃〜最大220℃、または少なくとも190℃〜最大220℃、または少なくとも195℃〜最大220℃、または少なくとも200℃〜最大220℃の温度で、コンディショニング供給ガスと接触させられる。   Typically, the ethylene epoxidation catalyst is above 180 ° C and up to 250 ° C, or at least 185 ° C to 250 ° C, or at least 190 ° C to 250 ° C, or at least 195 ° C to 250 ° C, or at least 200 ° C. Up to 250C, or more than 180C up to 245C, or at least 185C up to 245C, or at least 190C up to 245C, or at least 195C up to 245C, or at least 200C up to 245C, Or greater than 180 ° C up to 240 ° C, or at least 185 ° C up to 240 ° C, or at least 190 ° C up to 240 ° C, or at least 195 ° C up to 240 ° C, or at least 200 ° C up to 240 ° C, or at least 220 ° C. Up to 250 ° C, or at least 20C up to 245C, or at least 220C up to 240C, or more than 180C up to 220C, or at least 185C up to 220C, or at least 190C up to 220C, or at least 195C up to 220C. At or at a temperature of at least 200 ° C to a maximum of 220 ° C.

さらに、エチレンエポキシ化触媒は、上記温度範囲内の1つ以上の温度で、少なくとも2時間、典型的には、2〜200時間、または2〜100時間、または2〜72時間、または2〜48時間、または2〜36時間、または2〜24時間、または6〜200時間、または6〜72時間、または6〜48時間、または6〜36時間、または6〜24時間、または12〜72時間、または12〜48時間、または12〜36時間、または12〜24時間、または24〜48時間の期間で、コンディショニング供給ガスと接触させられる。エチレンエポキシ化触媒をコンディショニング供給ガスと200時間より長い時間接触させてもよいが、これは概して、追加の利益を提供せず、触媒がこの時間の間にエチレンオキシドを生成しないので経済的に魅力的ではないと考えられている。   Further, the ethylene epoxidation catalyst may be treated at one or more temperatures within the above temperature range for at least 2 hours, typically 2 to 200 hours, or 2 to 100 hours, or 2 to 72 hours, or 2 to 48 hours. Hours, or 2 to 36 hours, or 2 to 24 hours, or 6 to 200 hours, or 6 to 72 hours, or 6 to 48 hours, or 6 to 36 hours, or 6 to 24 hours, or 12 to 72 hours, Or 12 to 48 hours, or 12 to 36 hours, or 12 to 24 hours, or 24 to 48 hours. The ethylene epoxidation catalyst may be contacted with the conditioning feed gas for more than 200 hours, but generally does not provide additional benefits and is economically attractive because the catalyst does not produce ethylene oxide during this time It is not believed.

所与の温度範囲の下の部分内にある温度で、エチレンエポキシ化触媒をコンディショニング供給ガスと接触させる実施態様では、所与の時間範囲の上の部分内の時間にわたりコンディショニング方法を行うことが望ましい場合がある。例えば、エチレンエポキシ化触媒を180℃超〜最大220℃、または少なくとも185℃〜最大220℃の温度でコンディショニング供給ガスと接触させる場合、エチレンエポキシ化触媒をコンディショニング供給ガスと接触させる時間は、6〜72時間、または6〜48時間、または6〜24時間、または12〜72時間、または12〜48時間、または12〜36時間、または12〜24時間、または24〜72時間、または24〜48時間であってもよい。同様に、所与の温度範囲の上の部分内にある温度で、エチレンエポキシ化触媒をコンディショニング供給ガスと接触させる場合、所与の時間範囲の下の部分内の時間にわたりコンディショニング方法を行うことが望ましい場合がある。例えば、エチレンエポキシ化触媒を少なくとも220℃〜最大250℃、または少なくとも220℃〜最大245℃の温度でコンディショニング供給ガスと接触させる場合、エチレンエポキシ化触媒をコンディショニング供給ガスと接触させる時間は、2〜72時間、または2〜48時間、または2〜36時間、または2〜24時間、または2〜12時間、または6〜72時間、または6〜48時間、または6〜36時間、または6〜24時間、または6〜12時間であってもよい。   In embodiments where the ethylene epoxidation catalyst is contacted with the conditioning feed gas at a temperature that is in the lower portion of the given temperature range, it is desirable to perform the conditioning method for a time in the upper portion of the given time range. There are cases. For example, if the ethylene epoxidation catalyst is contacted with the conditioning feed gas at a temperature greater than 180 ° C. to a maximum of 220 ° C., or at least 185 ° C. to a maximum of 220 ° C., the time for contacting the ethylene epoxidation catalyst with the conditioning feed gas may be from 6 to 72 hours, or 6-48 hours, or 6-24 hours, or 12-72 hours, or 12-48 hours, or 12-36 hours, or 12-24 hours, or 24-72 hours, or 24-48 hours It may be. Similarly, if the ethylene epoxidation catalyst is contacted with the conditioning feed gas at a temperature that is in the upper portion of the given temperature range, the conditioning method may be performed over a period of time in the lower portion of the given time range. It may be desirable. For example, if the ethylene epoxidation catalyst is contacted with the conditioning feed gas at a temperature of at least 220 ° C. to a maximum of 250 ° C., or at least 220 ° C. to a maximum of 245 ° C., the time for contacting the ethylene epoxidation catalyst with the conditioning feed gas may be from 2 to 2. 72 hours, or 2 to 48 hours, or 2 to 36 hours, or 2 to 24 hours, or 2 to 12 hours, or 6 to 72 hours, or 6 to 48 hours, or 6 to 36 hours, or 6 to 24 hours Or 6 to 12 hours.

エチレンエポキシ化触媒をエチレンの不在下でコンディショニング供給ガスと接触させる少なくとも2時間の間、温度は、180℃超かつ最大250℃の温度範囲である単一温度または複数の温度で維持され得る。クーラントの温度および/または流速は、この期間を通して180℃超かつ最大250℃の温度を維持するために必要に応じて調整することができる。任意で、エチレンエポキシ化触媒をコンディショニング供給ガスと接触させる期間の全部または一部を通して、温度は、ランプ関数、一連の工程を使用することによって、または最大250℃の最大温度まで非線形に上昇させることなどによって、エポキシ化に好適な温度に向かって徐々に上昇させることができる。当業者に既知のように、温度は、クーラント(加熱)回路温度コントローラを用いて手動でまたは自動で操作することができる。   During at least two hours of contacting the ethylene epoxidation catalyst with the conditioning feed gas in the absence of ethylene, the temperature may be maintained at a single temperature or multiple temperatures in a temperature range of greater than 180 ° C and up to 250 ° C. The coolant temperature and / or flow rate can be adjusted as needed to maintain a temperature of greater than 180 ° C and up to 250 ° C throughout this period. Optionally, during all or part of the period of contacting the ethylene epoxidation catalyst with the conditioning feed gas, the temperature is ramped up using a ramp function, a series of steps, or non-linearly up to a maximum temperature of 250 ° C. For example, the temperature can be gradually increased toward a temperature suitable for epoxidation. As known to those skilled in the art, the temperature can be manipulated manually or automatically using a coolant (heating) circuit temperature controller.

本開示にて用いられるコンディショニング供給ガスは、酸素と、窒素、メタン、アルゴン、ヘリウム、またはそれらの組み合わせなどの不活性ガスとを含む。適切には、コンディショニング供給ガスは、エチレンを含まない。任意で、コンディショニング供給ガスは、有機塩化物、水蒸気、二酸化炭素、またはそれらの組み合わせをさらに含んでもよい。   The conditioning feed gas used in the present disclosure includes oxygen and an inert gas such as nitrogen, methane, argon, helium, or a combination thereof. Suitably, the conditioning feed gas does not contain ethylene. Optionally, the conditioning feed gas may further include an organic chloride, steam, carbon dioxide, or a combination thereof.

酸素は、その実質的に純粋な分子形態または空気などの混合物などの任意の適切な形態で提供され得る。典型的には、コンディショニング供給ガス中の酸素濃度は、全コンディショニング供給ガスに対して、同一の基準で、少なくとも0.1モル%、または少なくとも0.5モル%、または少なくとも1モル%、または少なくとも2モル%、または少なくとも3モル%、または少なくとも4モル%、または少なくとも5モル%である。同様に、コンディショニング供給ガス中の酸素濃度は、典型的には、全コンディショニング供給ガスに対して、同一の基準で、最大30モル%、または最大21モル%、または最大15モル%、または最大12モル%、または最大10モル%である。いくつかの実施形態では、酸素は、コンディショニング供給ガス中に、全コンディショニング供給ガスに対して、同一の基準で、0.1モル%〜30モル%、または0.1モル%〜21モル%、または0.1モル%〜15モル%、または0.1モル%〜10モル%、または0.1モル%〜5モル%、または0.5モル%〜21モル%、または0.5モル%〜15モル%、または0.5モル%〜10モル%、または0.5モル%〜5モル%、または1モル%〜30モル%、または1モル%〜21モル%、または1モル%〜15モル%、または1モル%〜10モル%、または1モル%〜5モル%、または5モル%〜21モル%、または5モル%〜15モル%の濃度で存在してよい。   Oxygen may be provided in any suitable form, such as in its substantially pure molecular form or in a mixture such as air. Typically, the oxygen concentration in the conditioning feed gas is at least 0.1 mol%, or at least 0.5 mol%, or at least 1 mol%, or at least 1 mol%, on the same basis, relative to the total conditioning feed gas. 2 mol%, or at least 3 mol%, or at least 4 mol%, or at least 5 mol%. Similarly, the oxygen concentration in the conditioning feed gas is typically up to 30 mol%, or up to 21 mol%, or up to 15 mol%, or up to 12 mol%, on the same basis, for all conditioning feed gases. Mol%, or up to 10 mol%. In some embodiments, oxygen is present in the conditioning feed gas at 0.1 mol% to 30 mol%, or 0.1 mol% to 21 mol%, on the same basis, based on the total conditioning feed gas. Or 0.1 mol% to 15 mol%, or 0.1 mol% to 10 mol%, or 0.1 mol% to 5 mol%, or 0.5 mol% to 21 mol%, or 0.5 mol% 1515 mol%, or 0.5 mol% to 10 mol%, or 0.5 mol% to 5 mol%, or 1 mol% to 30 mol%, or 1 mol% to 21 mol%, or 1 mol% It may be present at a concentration of 15 mol%, or 1 mol% to 10 mol%, or 1 mol% to 5 mol%, or 5 mol% to 21 mol%, or 5 mol% to 15 mol%.

不活性ガスは、概して、コンディショニング供給ガス中に、全コンディショニング供給ガスに対して、同一の基準で、少なくとも70モル%、または少なくとも75モル%、または少なくとも80モル%、または少なくとも85モル%、または少なくとも90モル%、または少なくとも95モル%の濃度で存在する。同様に、不活性ガスは、典型的には、コンディショニング供給ガス中に、全コンディショニング供給ガスに対して、同一の基準で、最大99.9モル%、または最大99.5モル%、または最大99モル%、または最大98モル%、または最大95モル%の濃度で存在する。さらに、不活性ガスは、コンディショニング供給ガス中に、全コンディショニング供給ガスに対して、同一の基準で、70モル%〜99.9モル%の濃度、70モル%〜99.5モル%の濃度、70モル%〜95モル%、または80モル%〜98モル%、または80モル%〜95モル%の濃度で存在してよい。   The inert gas is generally at least 70 mol%, or at least 75 mol%, or at least 80 mol%, or at least 85 mol%, or at least 85 mol%, on the same basis, based on the total conditioning feed gas, in the conditioning feed gas. It is present at a concentration of at least 90 mol%, or at least 95 mol%. Similarly, the inert gas is typically present in the conditioning feed gas at up to 99.9 mol%, or at most 99.5 mol%, or at most 99 mol%, on the same basis, relative to the total conditioning feed gas. It is present at a concentration of up to 98 mol%, or up to 98 mol%, or up to 95 mol%. Furthermore, the inert gas is present in the conditioning feed gas in a concentration of 70 mol% to 99.9 mol%, a concentration of 70 mol% to 99.5 mol%, on the same basis, relative to the total conditioning feed gas; It may be present at a concentration of 70 mol% to 95 mol%, or 80 mol% to 98 mol%, or 80 mol% to 95 mol%.

任意で、コンディショニング供給ガスは、有機塩化物をさらに含んでもよい。本開示に用いるのに好適な有機塩化物の例としては、1〜8個の炭素原子を有する塩化炭化水素が挙げられる。これらの例としては、塩化メチル、塩化エチル、二塩化エチレン、塩化ビニル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、必ずしもこれらに限定されない。使用される場合、有機塩化物は、典型的には、コンディショニング供給ガス中に、全コンディショニング供給ガスに対して、同一の基準で、体積当たり百万分の0.1部(ppmv)以上、または0.3ppmv以上、または0.5ppmv以上、または1ppmv以上、または2ppmv以上の濃度で存在する。同様に、使用される場合、有機塩化物は、典型的には、コンディショニング供給ガス中に、全コンディショニング供給ガスに対して、同一の基準で、最大25ppmv、または最大22ppmv、または最大20ppmv、または最大15ppmv、または最大10ppmv、または最大5ppmvの濃度で存在する。任意で、有機塩化物は、コンディショニング供給ガス中に、全コンディショニング供給ガスに対して、同一の基準で、0.1〜25ppmv、0.1〜20ppmv、0.1〜10ppmv、0.1〜5ppmvの濃度で存在してよい。   Optionally, the conditioning feed gas may further include an organic chloride. Examples of suitable organic chlorides for use in the present disclosure include chlorinated hydrocarbons having 1 to 8 carbon atoms. Examples of these include, but are not necessarily limited to, methyl chloride, ethyl chloride, ethylene dichloride, vinyl chloride, and combinations thereof. When used, organic chlorides are typically present in the conditioning feed gas at 0.1 parts per million or more per part by volume (ppmv), on the same basis, relative to the total conditioning feed gas, or It is present at a concentration of at least 0.3 ppmv, or at least 0.5 ppmv, or at least 1 ppmv, or at least 2 ppmv. Similarly, when used, organic chlorides will typically be present in the conditioning feed gas at up to 25 ppmv, or at most 22 ppmv, or at most 20 ppmv, or at most, on the same basis, based on the same conditioning feed gas. Present at a concentration of 15 ppmv, or up to 10 ppmv, or up to 5 ppmv. Optionally, the organic chloride is present in the conditioning feed gas in the same standard, based on the same conditioning feed gas, as 0.1 to 25 ppmv, 0.1 to 20 ppmv, 0.1 to 10 ppmv, 0.1 to 5 ppmv. May be present.

コンディショニング供給ガスの成分がエチレンエポキシ化触媒と接触する前に組み合わされる順序および方法は限定されず、それらは同時にまたは順次に組み合わされてもよい。しかしながら、当業者によって認識されるように、安全上の理由から、不活性ガスの添加と同時にまたはその後に、コンディショニング供給ガスに酸素を添加することが望ましい場合がある。同様に、コンディショニング供給ガス中に存在する様々な成分(例えば、酸素、不活性ガス、有機塩化物など)の濃度は、コンディショニングプロセスを通して単一濃度で維持されるか、または上記の所与の濃度範囲内に調整され得る。   The order and manner in which the components of the conditioning feed gas are combined before contacting the ethylene epoxidation catalyst are not limited, and they may be combined simultaneously or sequentially. However, as will be appreciated by those skilled in the art, it may be desirable for safety reasons to add oxygen to the conditioning feed gas at the same time as or after the addition of the inert gas. Similarly, the concentration of various components (eg, oxygen, inert gas, organic chlorides, etc.) present in the conditioning feed gas may be maintained at a single concentration throughout the conditioning process or may be at a given concentration as described above. It can be adjusted within the range.

エチレンエポキシ化触媒をエチレンの不在下でコンディショニング供給ガスと接触させる少なくとも2時間の間、反応器入口圧力は、典型的には、最大4000kPa(絶対圧)、または最大3500kPa(絶対圧)、または最大3000kPa(絶対圧)、または最大2500kPa(絶対圧)である。反応器入口圧力は、典型的には、少なくとも500kPa(絶対圧)である。エポキシ化反応器を通るガス流は、ガス毎時空間速度(「GHSV」)で表され、これは、標準温度および圧力(すなわち、0℃、1気圧)での供給ガスの体積流量を触媒床容積(すなわち、エチレンエポキシ化触媒を含むエポキシ化反応器の容積)で割った商である。GHSVは、ガスが標準温度および圧力(すなわち、0℃、1気圧)である場合、供給ガスがエポキシ化反応器の容積を1時間に何回置換するかを表す。本明細書に開示される方法が充填触媒床を含む気相プロセスで実施される場合、コンディショニング中のGHSVは、好ましくは200〜10000Nl/(1時間)の範囲内である。しかしながら、本明細書に開示されるコンディショニング方法は、いかなる特定のGHSVにも限定されず、任意で、エポキシ化反応器内にガス流がない場合、すなわちエポキシ化反応器がコンディショニング供給ガスで加圧される場合に実施され得る。   During at least two hours of contacting the ethylene epoxidation catalyst with the conditioning feed gas in the absence of ethylene, the reactor inlet pressure is typically up to 4000 kPa (absolute), or up to 3500 kPa (absolute), or up to 3000 kPa (absolute pressure) or a maximum of 2500 kPa (absolute pressure). The reactor inlet pressure is typically at least 500 kPa (absolute). The gas flow through the epoxidation reactor is expressed in gas hourly space velocity (“GHSV”), which is the volumetric flow rate of the feed gas at standard temperature and pressure (ie, 0 ° C., 1 atmosphere) at the catalyst bed volume. (Ie, the volume of the epoxidation reactor containing the ethylene epoxidation catalyst). GHSV describes how many times per hour the feed gas replaces the volume of the epoxidation reactor when the gas is at standard temperature and pressure (ie, 0 ° C., 1 atmosphere). When the process disclosed herein is performed in a gas phase process involving a packed catalyst bed, the GHSV during conditioning is preferably in the range of 200-10000 Nl / (1 hour). However, the conditioning method disclosed herein is not limited to any particular GHSV, and optionally, when there is no gas flow in the epoxidation reactor, ie, when the epoxidation reactor is pressurized with the conditioning feed gas. It can be implemented when done.

本明細書に記載の方法に従ってエポキシ化触媒をコンディショニングした後、エポキシ化プロセスは、典型的には、エチレンエポキシ化触媒をエチレンおよび酸素を含む開始供給ガスと接触させることによって開始される。任意で、開始供給ガスは、有機塩化物、二酸化炭素、水蒸気、不活性ガス、またはそれらの任意の組み合わせをさらに含んでもよい。   After conditioning the epoxidation catalyst according to the methods described herein, the epoxidation process is typically initiated by contacting the ethylene epoxidation catalyst with a starting feed gas comprising ethylene and oxygen. Optionally, the starting feed gas may further include an organic chloride, carbon dioxide, water vapor, an inert gas, or any combination thereof.

典型的には、開始供給ガス中のエチレン濃度は、全開始供給ガスに対して、同一の基準で、少なくとも5モル%、または少なくとも10モル%、または少なくとも15モル%、または少なくとも20モル%である。同様に、開始供給ガス中のエチレン濃度は、典型的には、全開始供給ガスに対して、同一の基準で、最大50モル%、または最大45モル%、または最大30モル%、または最大25モル%、または最大20モル%である。いくつかの実施形態では、エチレンは、開始供給ガス中に、全開始供給ガスに対して、同一の基準で、5モル%〜50モル%、または5モル%〜45モル%、または5モル%〜30モル%、または5モル%〜25モル%、または10モル%〜50モル%、または10モル%〜45モル%、または10モル%〜30モル%、または10モル%〜25モル%の濃度で存在してよい。   Typically, the ethylene concentration in the starting feed gas is at least 5 mol%, or at least 10 mol%, or at least 15 mol%, or at least 20 mol%, on the same basis, based on the total starting feed gas. is there. Similarly, the ethylene concentration in the starting feed gas is typically up to 50 mol%, or up to 45 mol%, or up to 30 mol%, or up to 25 mol%, on the same basis, based on the total starting feed gas. Mol%, or up to 20 mol%. In some embodiments, ethylene is present in the starting feed gas at 5 mol% to 50 mol%, or 5 mol% to 45 mol%, or 5 mol%, on the same basis, relative to the total starting feed gas. -30 mol%, or 5 mol% -25 mol%, or 10 mol% -50 mol%, or 10 mol% -45 mol%, or 10 mol% -30 mol%, or 10 mol% -25 mol% It may be present in a concentration.

開始供給ガス中の酸素濃度は、典型的には、全開始供給ガスに対して、同一の基準で、少なくとも0.5モル%、または少なくとも1モル%、または少なくとも2モル%、または少なくとも2.5モル%、または少なくとも5モル%である。同様に、開始供給ガス中の酸素濃度は、典型的には、全開始供給ガスに対して、同一の基準で、最大15モル%、または最大12モル%、または最大10モル%、または最大5モル%である。いくつかの実施形態では、酸素は、開始供給ガス中に、全開始供給ガスに対して、同一の基準で、0.1モル%〜15モル%、または1モル%〜12モル%、または1モル%〜10モル%、または2モル%〜10モル%の濃度で存在してよい。開始供給ガス中の酸素濃度が低いと酸素転化レベルが低下するので、開始供給ガスは通常のエチレンオキシド生成中に利用されるエポキシ化供給ガスよりも低い酸素濃度を有することが有利であり得、有利には、触媒床中のホットスポットはより回避され、そしてこのプロセスはより容易に制御可能であろう。しかしながら、前述のように、本開示のコンディショニング方法に従ってコンディショニングされたエチレンエポキシ化触媒は、開始供給ガスが最初に導入される時点で、同一のエポキシ化触媒が示すよりも低い酸素転化レベルを有利に示し得る。したがって、開始供給ガス中の酸素濃度および/または酸素供給速度をより速い速度で増加させることもまた可能であり、これは、通常のエチレンオキシド生成中に利用されるものと同等の酸素濃度が達成される前に必要とされる時間量を著しく減少させることができる。   The oxygen concentration in the starting feed gas is typically at least 0.5 mol%, or at least 1 mol%, or at least 2 mol%, or at least 2. mol%, on the same basis, based on the total starting feed gas. 5 mol%, or at least 5 mol%. Similarly, the oxygen concentration in the starting feed gas is typically up to 15 mol%, or up to 12 mol%, or up to 10 mol%, or up to 5 mol%, on the same basis, based on the total starting feed gas. Mol%. In some embodiments, oxygen is present in the starting feed gas in the same basis, based on the same basis, from 0.1 mol% to 15 mol%, or from 1 mol% to 12 mol%, or 1 mol%. It may be present at a concentration of from 10 mol% to 10 mol%, or 2 mol% to 10 mol%. It may be advantageous for the starting feed gas to have a lower oxygen concentration than the epoxidized feed gas utilized during normal ethylene oxide production, as lower oxygen concentrations in the starting feed gas result in lower oxygen conversion levels. Hot spots in the catalyst bed are more avoided and the process will be more easily controllable. However, as noted above, ethylene epoxidation catalysts conditioned in accordance with the conditioning method of the present disclosure, when the initial feed gas is first introduced, advantageously have lower oxygen conversion levels than the same epoxidation catalyst indicates. Can be shown. Therefore, it is also possible to increase the oxygen concentration in the starting feed gas and / or the oxygen supply rate at a faster rate, since an oxygen concentration equivalent to that utilized during normal ethylene oxide production is achieved. The amount of time required before the start can be significantly reduced.

任意で、開始供給ガスは、有機塩化物をさらに含んでもよい。本開示に用いるのに好適な有機塩化物の例としては、1〜8個の炭素原子を有する塩化炭化水素が挙げられる。これらの例としては、塩化メチル、塩化エチル、二塩化エチレン、塩化ビニル、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、必ずしもこれらに限定されない。使用される場合、有機塩化物は、典型的には、開始供給ガス中に、全開始供給ガスに対して、同一の基準で、0.1ppmv以上、または0.3ppmv以上、または0.5ppmv以上の濃度で存在する。同様に、使用される場合、開始供給ガス中の有機塩化物濃度は、典型的には、全開始供給ガスに対して、同一の基準で、最大25ppmv、または最大22ppmv、または最大20ppmvである。任意で、開始供給ガス中の有機塩化物濃度は、全開始供給ガスに対して、同一の基準で、0.1〜25ppmv、または0.3〜20ppmvであってもよい。典型的には、供給ガス組成が変化するにつれて、および/または操作条件のうちの1つ以上が変化するにつれて、開始供給ガス中の有機塩化物の濃度もまた、最適濃度を維持するように調整することができる。有機塩化物の最適化に関するさらなる開示については、例えば、米国特許第7,193,094号および同第7,485,597号を参照することができ、これらは参照により本明細書に組み込まれる。   Optionally, the starting feed gas may further include an organic chloride. Examples of suitable organic chlorides for use in the present disclosure include chlorinated hydrocarbons having 1 to 8 carbon atoms. Examples of these include, but are not necessarily limited to, methyl chloride, ethyl chloride, ethylene dichloride, vinyl chloride, and combinations thereof. When used, organic chlorides are typically present in the starting feed gas at 0.1 ppmv or more, or 0.3 ppmv or more, or 0.5 ppmv or more, on the same basis, relative to the total starting feed gas. Present at a concentration of Similarly, when used, the organic chloride concentration in the starting feed gas is typically up to 25 ppmv, or up to 22 ppmv, or up to 20 ppmv, on the same basis, for all starting feed gases. Optionally, the organic chloride concentration in the starting feed gas may be 0.1-25 ppmv, or 0.3-20 ppmv, on the same basis, for all starting feed gases. Typically, as the feed gas composition changes and / or one or more of the operating conditions change, the concentration of organic chloride in the starting feed gas is also adjusted to maintain the optimum concentration. can do. For further disclosure regarding the optimization of organic chlorides, see, for example, U.S. Patent Nos. 7,193,094 and 7,485,597, which are incorporated herein by reference.

任意で、開始供給ガスは、窒素含有反応改質剤を実質的に含まなくてもよく、好ましくは完全に含まなくてもよい。すなわち、開始供給ガスは、100ppm未満の窒素含有反応改質剤、好ましくは10ppm未満、より好ましくは1ppm未満、最も好ましくは0ppmの窒素含有反応改質剤を含んでよい。本明細書で使用する場合、用語「窒素含有反応改質剤」は、酸化条件下で窒素酸化物として存在するかまたはそれを形成することができるガス状化合物または揮発性液体を指す。窒素含有反応改質剤の例としては、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5、またはエポキシ化条件下で前述のガスのうちの1つを形成できる任意の物質(例えば、ヒドラジン、ヒドロキシルアミン、アンモニア、有機ニトロ化合物(ニトロメタン、ニトロエタン、ニトロベンゼンなど)、アミン、アミド、有機亜硝酸塩(亜硝酸メチルなど)、ニトリル(アセトニトリルなど))、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。   Optionally, the starting feed gas may be substantially free, and preferably completely free, of the nitrogen-containing reaction modifier. That is, the starting feed gas may include less than 100 ppm of the nitrogen-containing reaction modifier, preferably less than 10 ppm, more preferably less than 1 ppm, and most preferably 0 ppm. As used herein, the term "nitrogen-containing reaction modifier" refers to a gaseous compound or volatile liquid that can exist or form as a nitrogen oxide under oxidizing conditions. Examples of nitrogen-containing reaction modifiers include NO, NO2, N2O3, N2O4, N2O5, or any substance capable of forming one of the foregoing gases under epoxidation conditions (e.g., hydrazine, hydroxylamine, ammonia , Organic nitro compounds (such as nitromethane, nitroethane, nitrobenzene), amines, amides, organic nitrites (such as methyl nitrite), nitriles (such as acetonitrile), and combinations thereof, but are not limited thereto.

任意で、開始供給ガスは、二酸化炭素をさらに含んでもよい。使用される場合、二酸化炭素は、典型的には、開始供給ガス中に、全開始供給ガスに対して、同一の基準で、最大6モル%、または最大4モル%、または最大3モル%、または最大2モル%、または最大1モル%の濃度で存在する。同様に、使用される場合、開始供給ガス中の二酸化炭素濃度は、典型的には、全開始供給ガスに対して、同一の基準で、少なくとも0.1モル%、または少なくとも0.2モル%、または少なくとも0.3モル%、または少なくとも0.5モル%、または少なくとも1モル%である。いくつかの実施形態では、二酸化炭素は、開始供給ガス中に、全開始供給ガスに対して、同一の基準で、0.1モル%〜6モル%、または0.1モル%〜4モル%、または0.1モル%〜3モル%、または0.1モル%〜2モル%の濃度で存在してよい。適切には、二酸化炭素は、通常のエチレンオキシド生成中に利用されるエポキシ化供給ガスと同じまたは実質的に同じ濃度で開始供給ガス中に存在してもよい。   Optionally, the starting feed gas may further include carbon dioxide. If used, carbon dioxide will typically be present in the starting feed gas up to 6 mole%, or up to 4 mole%, or up to 3 mole%, on the same basis, based on the total starting feed gas. Or it is present at a concentration of up to 2 mol%, or up to 1 mol%. Similarly, when used, the carbon dioxide concentration in the starting feed gas is typically at least 0.1 mol%, or at least 0.2 mol%, on the same basis, based on the total starting feed gas. Or at least 0.3 mol%, or at least 0.5 mol%, or at least 1 mol%. In some embodiments, the carbon dioxide is present in the starting feed gas at 0.1 mol% to 6 mol%, or 0.1 mol% to 4 mol%, on the same basis, based on the total starting feed gas. Or 0.1 mol% to 3 mol%, or 0.1 mol% to 2 mol%. Suitably, carbon dioxide may be present in the starting feed gas at the same or substantially the same concentration as the epoxidized feed gas utilized during normal ethylene oxide production.

典型的には、エチレンエポキシ化触媒は、180℃超かつ最大250℃の温度で、エチレンおよび酸素を含む開始供給ガスと最初に接触させる。しばらくすると、エチレンのエポキシ化反応により発熱し始め、さらに温度が上昇する。エチレンエポキシ化触媒を開始供給ガスと接触させる時間の間、温度は、180℃超〜最大320℃、または少なくとも185℃〜最大300℃、または少なくとも185℃〜最大280℃、または少なくとも220℃〜最大300℃、または少なくとも220℃〜最大280℃、または少なくとも230℃〜最大280℃の範囲である単一温度または複数の温度で維持され得る。化学工学分野の当業者が知っているように、化学プロセス内の温度を調整するための多くの好適な方法があり、それには、これらに限定されないが、温度、流速、およびクーラントの圧力、供給ガス組成、空間速度、および反応器入口圧力などが挙げられ、これらのいずれかを必要に応じて利用して、本プロセスの温度を調整および/または維持することができる。   Typically, the ethylene epoxidation catalyst is first contacted with a starting feed gas comprising ethylene and oxygen at a temperature above 180 ° C and up to 250 ° C. After a while, heat is generated by the epoxidation reaction of ethylene, and the temperature further rises. During the time of contacting the ethylene epoxidation catalyst with the starting feed gas, the temperature may be greater than 180C to a maximum of 320C, or at least 185C to a maximum of 300C, or at least 185C to a maximum of 280C, or at least 220C to a maximum. It may be maintained at a single temperature or multiple temperatures ranging from 300 ° C, or at least 220 ° C to a maximum of 280 ° C, or at least 230 ° C to a maximum of 280 ° C. As those skilled in the chemical engineering arts know, there are many suitable methods for regulating the temperature in a chemical process, including, but not limited to, temperature, flow rate, and coolant pressure, supply These include gas composition, space velocity, and reactor inlet pressure, any of which may be utilized as needed to regulate and / or maintain the temperature of the process.

エチレンエポキシ化触媒を開始供給ガスと接触させる時間の間、反応器入口圧力は、典型的には、最大4000kPa(絶対圧)、または最大3500kPa(絶対圧)、または最大3000kPa(絶対圧)、または最大2500kPa(絶対圧)である。反応器入口圧力は、典型的には、少なくとも500kPa(絶対圧)である。好ましくは、本明細書に開示される方法が充填触媒床を含む気相プロセスで実施される場合、開始中のGHSVは、500〜10000Nl/(1時間)の範囲内である。   During the time of contacting the ethylene epoxidation catalyst with the starting feed gas, the reactor inlet pressure is typically up to 4000 kPa (absolute), or up to 3500 kPa (absolute), or up to 3000 kPa (absolute), or The maximum is 2500 kPa (absolute pressure). The reactor inlet pressure is typically at least 500 kPa (absolute). Preferably, when the process disclosed herein is performed in a gas phase process involving a packed catalyst bed, the starting GHSV is in the range of 500-10000 Nl / (1 hour).

開始供給ガスの成分がエチレンエポキシ化触媒と接触する前に組み合わされる順序および方法は限定されず、それらは同時にまたは順次に組み合わされてもよい。開始供給ガスの成分が組み合わされる順序および方法は、便宜上および/または安全上の理由から選択されてもよい。さらに、当業者によって認識されるように、開始供給ガス中に存在する様々な成分(例えば、エチレン、酸素、不活性ガス、有機塩化物など)の濃度は、開始を通して単一濃度で維持されるか、または上記の所与の濃度範囲内に調整され得る。例えば、エチレンエポキシ化触媒が開始供給ガスと接触する期間の全部または一部を通して、開始供給ガス中に存在する様々な成分(例えば、エチレン、酸素、不活性ガス、有機塩化物など)の濃度は、通常のエチレンオキシド生成中に利用されるエポキシ化供給ガスと同一または実質的に同一の濃度である濃度に向かって漸進的に増加(または減少)させることができるさせることができる。   The order and manner in which the components of the starting feed gas are combined before contacting the ethylene epoxidation catalyst are not limited, and they may be combined simultaneously or sequentially. The order and manner in which the components of the starting feed gas are combined may be selected for convenience and / or safety reasons. Further, as will be appreciated by those skilled in the art, the concentration of various components present in the starting feed gas (eg, ethylene, oxygen, inert gas, organic chlorides, etc.) is maintained at a single concentration throughout the start. Or it can be adjusted within the above given concentration ranges. For example, throughout all or part of the time the ethylene epoxidation catalyst is in contact with the starting feed gas, the concentration of various components (eg, ethylene, oxygen, inert gas, organic chlorides, etc.) present in the starting feed gas may be Can be progressively increased (or decreased) towards a concentration that is the same or substantially the same as the epoxidation feed gas utilized during normal ethylene oxide production.

任意で、本明細書に記載の方法に従ってエチレンエポキシ化触媒をコンディショニングした後、エポキシ化触媒は、開始供給ガスの導入後いつでも熱処理にかけてもよい。例えば、エポキシ化触媒を250℃超、典型的には最大320℃の温度に上昇させ、そして酸素およびエチレンを含む供給ガスと接触させ得る。好適な熱処理に関するさらなる詳細は、例えば、米国特許第7,102,022号および同第7,485,597号に見出され得、これらは参照により本明細書に組み込まれる。   Optionally, after conditioning the ethylene epoxidation catalyst according to the methods described herein, the epoxidation catalyst may be subjected to a heat treatment at any time after introduction of the starting feed gas. For example, the epoxidation catalyst may be raised to a temperature above 250 ° C., typically up to 320 ° C., and contacted with a feed gas comprising oxygen and ethylene. Further details regarding suitable heat treatments can be found, for example, in U.S. Patent Nos. 7,102,022 and 7,485,597, which are incorporated herein by reference.

本開示で使用されるエポキシ化触媒のさらなる説明をここに提供する。本明細書に記載の方法に用いるのに好適なエポキシ化触媒は、一般に高選択率触媒と呼ばれ、銀およびレニウム助触媒を堆積させた担体を含む。担体(「支持体」としても知られる)は、広範囲の材料から選択され得る。そのような担体材料は、天然または人工の無機材料であり得、それらには、炭化ケイ素、粘土、軽石、ゼオライト、木炭、および炭酸カルシウムなどのアルカリ土類金属炭酸塩が含まれる。アルミナ、マグネシア、ジルコニア、シリカ、およびそれらの混合物のような耐火性担体材料が好ましい。最も好ましい担体材料は、α−アルミナである。いくつかの実施形態では、担体は、触媒の重量に対して、少なくとも80重量%、90重量%、または95重量%のα−アルミナ、例えば、最大99.9重量%、特に、最大99重量%の量でα−アルミナを含み得る。   A further description of the epoxidation catalyst used in the present disclosure is provided herein. Epoxidation catalysts suitable for use in the methods described herein, commonly referred to as high selectivity catalysts, include a support on which silver and rhenium promoters have been deposited. The carrier (also known as "support") can be selected from a wide range of materials. Such carrier materials can be natural or artificial inorganic materials, including silicon carbide, clay, pumice, zeolites, charcoal, and alkaline earth metal carbonates such as calcium carbonate. Preferred are refractory support materials such as alumina, magnesia, zirconia, silica, and mixtures thereof. The most preferred support material is α-alumina. In some embodiments, the support comprises at least 80%, 90%, or 95% by weight, based on the weight of the catalyst, of α-alumina, eg, up to 99.9%, especially up to 99% by weight. Α-alumina in an amount of

本明細書に用いるのに好適な担体は、多様で広範囲の物理的性質を有するものから選択され得、その物理的性質には、形状、サイズ、表面積、吸水性、圧潰強度、摩耗抵抗、全細孔容積、中央細孔径、細孔径分布などが含まれる。   Carriers suitable for use herein may be selected from those having a wide variety of physical properties, including, but not limited to, shape, size, surface area, water absorption, crush strength, abrasion resistance, overall Includes pore volume, median pore size, pore size distribution, and the like.

担体に好適な形状としては、担体について知られている多種多様な形状のいずれかが挙げられ、これらには、丸剤、塊状、錠剤、小片、ペレット、リング、球、ワゴンホイール、台形体、ドーナツ、アンフォラ、リング、ラシヒリング、ハニカム、モノリス、サドル、円筒、中空円筒、マルチローブ円筒、交差分割中空円筒(例えば、壁の間に延びる少なくとも1つの分割を有する円筒)、側壁から側壁へのガスチャネルを有する円筒、2つ以上のガスチャネルを有する円筒、およびリブ付きまたはフィン付き構造が挙げられるが、これらに限定されない。円筒は多くの場合、円形であるが、楕円形、六角形、四辺形、三辺形、およびマルチローブなどの他の断面が有用であり得る。マルチローブ担体のさらなる説明については、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第8,871,677号を参照することができる。   Suitable shapes for the carrier include any of a wide variety of shapes known for carriers, including pills, blocks, tablets, pieces, pellets, rings, spheres, wagon wheels, trapezoids, Donut, amphora, ring, Raschig ring, honeycomb, monolith, saddle, cylinder, hollow cylinder, multilobe cylinder, cross-split hollow cylinder (eg, a cylinder with at least one split extending between walls), side-to-side gas These include, but are not limited to, cylinders with channels, cylinders with two or more gas channels, and ribbed or finned structures. Cylinders are often circular, but other cross-sections such as ellipses, hexagons, quadrilaterals, triangles, and multilobes may be useful. For further description of a multilobe carrier, reference may be made to US Patent No. 8,871,677, which is incorporated herein by reference.

さらに、担体のサイズは、概して限定されず、エポキシ化反応器で用いるのに好適な任意のサイズを含み得る。例えば、担体は、長さ5〜15ミリメートル(「mm」)、外径5〜15mm、および内径0.2〜4mmを有する円筒形であり得る。いくつかの実施形態では、担体は、0.8〜1.2の長さ対外径比を有し得る。さらに、担体は、1〜7mmの壁厚を有する中空円筒の形状であり得る。本開示の利益を享受して、例えば、担体が用いられるエポキシ化反応器のタイプおよび構成を考慮して、担体の好適な形状およびサイズ(例えば、エポキシ化反応器内の管の長さおよび内径)を選択することは、当業者の能力の範囲内である。   Further, the size of the support is generally not limited and may include any size suitable for use in an epoxidation reactor. For example, the carrier can be cylindrical with a length of 5 to 15 millimeters ("mm"), an outer diameter of 5 to 15 mm, and an inner diameter of 0.2 to 4 mm. In some embodiments, the carrier may have a length to outside diameter ratio of 0.8 to 1.2. Furthermore, the carrier can be in the form of a hollow cylinder having a wall thickness of 1 to 7 mm. Taking advantage of the present disclosure, the preferred shape and size of the carrier (eg, the length and inner diameter of the tube in the epoxidation reactor, taking into account, for example, the type and configuration of the epoxidation reactor in which the carrier is used) Choosing) is within the ability of those skilled in the art.

一般に、担体の表面積は、触媒材料(例えば、銀)の堆積に利用可能である担体の1グラム当たりの表面積の量を示す。本明細書に用いるのに好適な担体の表面積は、厳密には重要ではなく、例えば、担体の重量に対して、同一の基準で、0.1〜10m2/g、または0.5〜5m2/g、または0.7〜3m2/g、または少なくとも0.1m2/g、または少なくとも0.3m2/g、または少なくとも0.5m2/g、または少なくとも0.6m2/g、または最大10m2/g、または最大5m2/g、または最大3m2/gであってもよい。本明細書で使用する場合、「表面積」は、Brunauer,S.,Emmet,P.Y.and Teller,E.,J.Am.Chem.Soc.,60,309−16(1938)に詳細に記載されたB.E.T.(Brunauer、EmmettおよびTeller)法に従って測定されるような担体の表面積を指すと理解される。   In general, the surface area of the support indicates the amount of surface area per gram of support available for deposition of the catalytic material (eg, silver). The surface area of a carrier suitable for use herein is not strictly critical; for example, 0.1 to 10 m2 / g, or 0.5 to 5 m2 / g, on the same basis, relative to the weight of the carrier. g, or 0.7-3 m2 / g, or at least 0.1 m2 / g, or at least 0.3 m2 / g, or at least 0.5 m2 / g, or at least 0.6 m2 / g, or at most 10 m2 / g, or It may be up to 5 m2 / g, or up to 3 m2 / g. As used herein, "surface area" is defined by Brunauer, S .; , Emmet, P .; Y. and Teller, E.A. , J. et al. Am. Chem. Soc. , 60, 309-16 (1938). E. FIG. T. (Brunauer, Emmett and Teller) is understood to refer to the surface area of the carrier as measured according to the method.

担体の吸水率は、典型的には、担体の重量に対する、担体の細孔に吸収され得る水の重量として表され、したがって、担体のグラム当たりの水のグラム数として報告され、単位は、「g/g」と省略され得る。典型的には、本明細書に用いるのに好適な担体の吸水率は、例えば、担体の重量に対して、同一の基準で、0.2〜1.2g/g、または少なくとも0.2g/g、または少なくとも0.25g/g、または少なくとも0.3g/g、または最大0.8g/g、または最大0.75g/g、または最大0.7g/gであってもよい。本明細書で使用する場合、用語「吸水率」は、以下の手順に従って測定されるような担体の吸水率を指すと理解される:まず、約100gの担体の代表的なサンプルを110℃で最低1時間乾燥させる。次いで、サンプルをデシケータ中で冷却し、次いで、各サンプルの乾燥重量(D)を0.01g単位で判定する。次いで、サンプルを蒸留水の鍋に入れ、30分間煮沸する。水が沸騰している間、サンプルを水で覆い、セッターピンまたは同様のデバイスを使用して、サンプルを鍋の底部および側部からおよび互いから分離する。30分煮沸した後、サンプルを室温の水に移し、さらに15分間浸した。室温に戻した後、次いで、各サンプルを湿らせた、糸くずの出ないリネンまたは綿の布で軽く拭き、表面から余分な水分をすべて除去し、各サンプルの飽和重量(M)を0.01g単位で判定する。拭き取り操作は、予め水で飽和させた湿った布の上に試験片を軽く転がし、次いで布から滴り落ちるような水を除去するのに十分なだけ押し付けることによって達成することができる。過剰な拭き取りは、サンプルの細孔から水を抜き取ることによって誤差を招くため、避けるべきである。拭き取りの直後にサンプルの重さを量らなければならない。サンプルからの水分の蒸発による誤差を最小限に抑えるために、操作全体をできるだけ素早く完了しなければならない。吸水率(A)は、乾燥担体の重量に対する、吸収された水の重量として表され、以下の式を使用して決定される:A=[(M−D)/D](式中、吸水率は、担体のグラム当たりの水のグラム数の単位(「g/g」)で表される)。測定された条件で水の密度が補正されている場合、吸水率はまた、「cc/g」の単位で表すこともできる。あるいは、吸水率が上述の手順に従って測定される場合、吸水率を担体100グラム当たりに吸収された水のグラム数(例えば、60g/100g)の単位で表すのが便利であり得、これは、担体100g当たりに吸収された水の重量パーセント(例えば、60%)としても表示され得る。担体の吸水率は、「気孔率」と正の相関があり得、したがって、用語「気孔率」と交換可能に使用され、これは、触媒担体の分野では、通常、担体の連続気泡の気孔率を意味すると理解されている。一般に、担体の吸水率が増大するにつれて、担体上に触媒材料を堆積させる容易さが増大する。しかしながら、より高い吸水率では、担体、または担体を含むエポキシ化触媒は、より低い圧潰強度または摩耗抵抗を有し得る。   The water absorption of a carrier is typically expressed as the weight of water that can be absorbed into the pores of the carrier, relative to the weight of the carrier, and is therefore reported as grams of water per gram of carrier, and the unit is `` g / g ". Typically, the water absorption of a carrier suitable for use herein is, for example, from 0.2 to 1.2 g / g, or at least 0.2 g / g, on the same basis, based on the weight of the carrier. g, or at least 0.25 g / g, or at least 0.3 g / g, or at most 0.8 g / g, or at most 0.75 g / g, or at most 0.7 g / g. As used herein, the term “water absorption” is understood to refer to the water absorption of the carrier as measured according to the following procedure: First, a representative sample of about 100 g of the carrier is taken at 110 ° C. Dry for a minimum of 1 hour. The samples are then cooled in a desiccator and the dry weight (D) of each sample is determined to the nearest 0.01 g. The sample is then placed in a pot of distilled water and boiled for 30 minutes. While the water is boiling, cover the sample with water and use a setter pin or similar device to separate the sample from the bottom and sides of the pan and from each other. After boiling for 30 minutes, the samples were transferred to room temperature water and soaked for another 15 minutes. After returning to room temperature, each sample was then gently wiped with a damp, lint-free linen or cotton cloth to remove any excess moisture from the surface and to reduce the saturated weight (M) of each sample to 0.1. The determination is made in units of 01 g. The wiping operation can be accomplished by gently rolling the test specimen onto a damp cloth saturated with water, and then pressing the test piece sufficiently to remove any water that drips from the cloth. Excessive wiping should be avoided as it will introduce errors from withdrawing water from the pores of the sample. The sample must be weighed immediately after wiping. The entire operation must be completed as quickly as possible to minimize errors due to evaporation of moisture from the sample. The water absorption (A) is expressed as the weight of water absorbed relative to the weight of the dry carrier and is determined using the following formula: A = [(MD) / D], where water absorption The rate is expressed in units of grams of water per gram of carrier ("g / g")). If the density of water is corrected under the measured conditions, the water absorption can also be expressed in units of "cc / g". Alternatively, if the water absorption is measured according to the procedure described above, it may be convenient to express the water absorption in units of grams of water absorbed per 100 grams of carrier (eg, 60 g / 100 g), It can also be expressed as the weight percent of water absorbed per 100 g of carrier (eg, 60%). The water absorption of the support can be positively correlated with "porosity" and is therefore used interchangeably with the term "porosity", which in the field of catalyst supports is usually the porosity of the open cells of the support. It is understood to mean. In general, as the water absorption of the support increases, the ease of depositing the catalyst material on the support increases. However, at higher water absorption, the support, or epoxidation catalyst comprising the support, may have lower crush strength or abrasion resistance.

担体の圧潰強度は、典型的には、担体の長さに対する、担体を圧潰するのに必要な圧縮力の量として表され、したがって、担体のミリメートル当たりの力の量として報告され、単位は、「N/mm」と省略され得る。本明細書に用いるのに好適な担体の圧潰強度は、厳密には重要ではないが、エチレンオキシドの商業生産におけるその使用を可能にするのに十分な圧潰強度を有するべきである。典型的には、本明細書に用いるのに好適な担体の圧潰強度は、例えば、少なくとも1.8N/mm、または少なくとも2N/mm、または少なくとも3.5N/mm、または少なくとも5N/mm、および多くの場合、40N/mm、または25N/mm、または15N/mmであり得る。本明細書で使用する場合、用語「圧潰強度」は、ASTM D6175−03に従って測定されるような担体の圧潰強度を指すと理解され、試験サンプルは、その調製後にそのままで、すなわちこの方法の工程7.2(これは、試験サンプルを乾燥する工程を表す)を除いて、試験される。この圧潰強度試験方法では、担体の圧潰強度は、典型的には、外径8.8mm、内径3.5mm、および長さ8mmの中空円筒形粒子の圧潰強度として測定される。   The crush strength of a carrier is typically expressed as the amount of compressive force required to crush the carrier, relative to the length of the carrier, and is therefore reported as the amount of force per millimeter of the carrier, in units of: It may be abbreviated as “N / mm”. The crush strength of a carrier suitable for use herein is not strictly critical, but should have sufficient crush strength to allow its use in commercial production of ethylene oxide. Typically, the crush strength of a carrier suitable for use herein is, for example, at least 1.8 N / mm, or at least 2 N / mm, or at least 3.5 N / mm, or at least 5 N / mm, and In many cases, it can be 40 N / mm, or 25 N / mm, or 15 N / mm. As used herein, the term "crush strength" is understood to refer to the crush strength of the carrier as measured according to ASTM D6175-03, wherein the test sample is left as it is after its preparation, i.e. the steps of the method. Except for 7.2 (this represents the step of drying the test sample). In this crushing strength test method, the crushing strength of a carrier is typically measured as the crushing strength of hollow cylindrical particles having an outer diameter of 8.8 mm, an inner diameter of 3.5 mm, and a length of 8 mm.

一般に、担体の磨耗抵抗は、輸送、取り扱い、および使用の過程で、担体が微粉を生成する傾向を示している。本明細書に用いるのに好適な担体の摩耗抵抗は、厳密には重要ではないが、エチレンオキシドの商業生産におけるその使用を可能にするのに十分に頑強であるべきである。典型的には、本明細書に用いるのに好適な担体は、最大50%、または最大40%、または最大30%の摩擦を示し得、典型的には、少なくとも5%、または少なくとも10%、または少なくとも15%、または少なくとも20%である。本明細書で使用する場合、「摩耗抵抗」は、ASTM D4058−92に従って測定されるような担体の摩耗抵抗を指すと理解され、試験サンプルは、その調製後にそのままで、すなわちこの方法の工程6.4(これは、試験サンプルを乾燥する工程を表す)を除いて、試験される。この試験方法では、担体の摩耗抵抗は、典型的には、外径8.8mm、内径3.5mm、および長さ8mmの中空円筒形粒子の摩耗抵抗として測定される。   In general, the abrasion resistance of a carrier indicates the tendency of the carrier to generate fines during transport, handling, and use. The abrasion resistance of a carrier suitable for use herein is not strictly critical, but should be sufficiently robust to allow its use in commercial production of ethylene oxide. Typically, carriers suitable for use herein may exhibit up to 50%, or up to 40%, or up to 30% friction, typically at least 5%, or at least 10%, Or at least 15%, or at least 20%. As used herein, “abrasion resistance” is understood to refer to the abrasion resistance of the carrier as measured according to ASTM D4058-92, and the test sample is left as it is after its preparation, ie, step 6 of the method. .4, which represents the step of drying the test sample. In this test method, the abrasion resistance of the carrier is typically measured as the abrasion resistance of hollow cylindrical particles having an outer diameter of 8.8 mm, an inner diameter of 3.5 mm, and a length of 8 mm.

担体の全細孔容積、中央細孔径、および細孔径分布は、液体水銀が担体の細孔に押し込まれる従来の水銀圧入ポロシメトリーデバイスによって測定することができる。水銀をより小さな孔に押し込むにはより大きな圧力が必要であり、圧力増分の測定値は貫通された細孔の容積増分に対応し、したがって増分容積における細孔のサイズに対応する。本明細書で使用する場合、細孔径分布、中央細孔径、および細孔容積は、Micromeritics Autopore 9200モデル(130o接触角、0.480N/mの表面張力を有する水銀、および水銀圧縮の補正を適用)を用いて、2.1x108Paの圧力までの水銀圧入ポロシメトリーによって測定されたとおりである。本明細書で使用する場合、中央細孔径は、細孔径分布において、全細孔容積の50%がこの点よりも小さい(またはより大きい)細孔である点に対応する孔径を意味すると理解される。   The total pore volume, median pore size, and pore size distribution of the carrier can be measured by a conventional mercury intrusion porosimetry device in which liquid mercury is forced into the pores of the carrier. Higher pressures are required to force mercury into smaller pores, and the measured pressure increment corresponds to the volume increment of the pierced pore, and thus to the size of the pore in the incremental volume. As used herein, pore size distribution, median pore size, and pore volume are based on the Micromeritics Autopore 9200 model (130o contact angle, mercury with a surface tension of 0.480 N / m, and mercury compression corrections applied. ) As measured by mercury intrusion porosimetry up to a pressure of 2.1 × 10 8 Pa. As used herein, central pore size is understood to mean the pore size corresponding to the point in the pore size distribution where 50% of the total pore volume is smaller (or larger) than this point. You.

本明細書に用いるのに好適な担体の全細孔容積は、厳密には重要ではなく、例えば、少なくとも0.20mL/g、少なくとも0.30mL/g、少なくとも0.40mL/g、少なくとも0.50mL/gであり得、典型的には、最大0.80mL/g、最大0.75mL/g、または最大0.70mL/gである。一般に、担体の全細孔容積が増大するにつれて、担体上に触媒材料を堆積させる能力が増大する。しかしながら、より高い全細孔容積では、担体、または担体を含むエポキシ化触媒は、より低い圧潰強度または摩耗抵抗を有し得る。本明細書に用いるのに好適な担体の中央細孔径は、厳密には重要ではなく、例えば、0.50〜50μmであり得る。さらに、本明細書に用いるのに好適な担体は、単峰性、二峰性、または多峰性の細孔径分布を有し得る。   The total pore volume of a carrier suitable for use herein is not strictly critical, for example, at least 0.20 mL / g, at least 0.30 mL / g, at least 0.40 mL / g, at least 0.4 mL / g. It can be 50 mL / g, typically up to 0.80 mL / g, up to 0.75 mL / g, or up to 0.70 mL / g. Generally, as the total pore volume of the support increases, the ability to deposit catalytic material on the support increases. However, at higher total pore volumes, the support, or epoxidation catalyst comprising the support, may have lower crush strength or abrasion resistance. The median pore size of a carrier suitable for use herein is not strictly critical and can be, for example, 0.50-50 μm. Further, carriers suitable for use herein may have a monomodal, bimodal, or multimodal pore size distribution.

担体に加えて、本開示に用いるのに好適なエチレンエポキシ化触媒は、銀およびレニウム助触媒を堆積させた担体を含む。任意で、エチレンエポキシ化触媒は、アルカリ金属助触媒(例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、およびそれらの組み合わせ)、共助触媒(co−promoter)(例えば、硫黄、リン、ホウ素、タングステン、モリブデン、クロム、およびそれらの組み合わせ)、さらなる金属助触媒(例えば、アルカリ土類金属(ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなど)、チタン、ハフニウム、ジルコニウム、バナジウム、タリウム、トリウム、タンタル、ニオブ、ガリウム、ゲルマニウム、およびそれらの組み合わせ)、ならびに/またはそれらの組み合わせのうちの1つ以上をさらに含んでもよい。   In addition to the support, ethylene epoxidation catalysts suitable for use in the present disclosure include those having silver and rhenium promoters deposited thereon. Optionally, the ethylene epoxidation catalyst can be an alkali metal promoter (eg, lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, and combinations thereof), a co-promoter (eg, sulfur, phosphorus, boron, tungsten, Molybdenum, chromium, and combinations thereof), additional metal promoters (eg, alkaline earth metals (beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, etc.), titanium, hafnium, zirconium, vanadium, thallium, thorium, tantalum, niobium, Gallium, germanium, and combinations thereof), and / or combinations thereof.

大まかに言えば、エチレンと酸素との気相反応を触媒してエチレンオキシドを生成するのに十分な量で銀を担体上に堆積させる。異なる量の銀を含むエチレンエポキシ化触媒を同様の充填密度の担体上に調製する場合、エポキシ化触媒を銀重量基準で比較するのが便利であり、これは、典型的には、エポキシ化触媒の総重量の関数として銀の重量パーセントで表される。本明細書で使用する場合、他に特定されない限り、エポキシ化触媒の総重量は、担体、ならびに銀、レニウム助触媒、および任意の助触媒(単数または複数)を含む、その上に堆積されたすべての成分の重量を指すと理解される。典型的には、本明細書に用いるのに好適なエポキシ化触媒は、エポキシ化触媒の総重量に対して、同一の基準で、1重量%〜55重量%、または1重量%〜50重量%、または5重量%〜40重量%、または8重量%〜35重量%、または10重量%〜30重量%、または少なくとも10重量%、または少なくとも15重量%、または最大45重量%、または最大40重量%の量で銀を含む。好適な量の銀の上限および下限は、特定の触媒性能特性もしくは所望の効果、または経済的要因を含む関連する他の変数に応じて、適切に変えることができる。   Broadly speaking, silver is deposited on the carrier in an amount sufficient to catalyze the gas phase reaction of ethylene and oxygen to produce ethylene oxide. When preparing ethylene epoxidation catalysts containing different amounts of silver on a support of similar packing density, it is convenient to compare the epoxidation catalysts on a silver weight basis, which is typically As a function of the total weight of the silver. As used herein, unless otherwise specified, the total weight of the epoxidation catalyst is the total weight of the epoxidation catalyst deposited thereon, including the support, and silver, rhenium co-catalyst, and any co-catalyst (s). It is understood to refer to the weight of all components. Typically, epoxidation catalysts suitable for use herein comprise from 1% to 55%, or from 1% to 50% by weight, on the same basis, based on the total weight of the epoxidation catalyst. Or 5% to 40% by weight, or 8% to 35% by weight, or 10% to 30% by weight, or at least 10% by weight, or at least 15% by weight, or at most 45% by weight, or at most 40% by weight Contains silver in% amounts. The upper and lower limits of the suitable amount of silver can be varied appropriately depending on the particular catalyst performance characteristics or desired effects, or other variables involved, including economic factors.

あるいは、エチレンエポキシ化触媒に含まれる銀の量は、エポキシ化反応器に(例えば、触媒床に)装填されたエポキシ化触媒の単位体積当たりの銀の質量に関して表すことができる。このようにして、異なる充填密度の担体上に調製されたエポキシ化触媒間の銀添加量の比較を行うことができる。最終的に、触媒床は規定量のエポキシ化触媒を含有するので、エポキシ化触媒上に堆積された銀の量を比較するこの方法は適切である。したがって、本明細書に用いるのに好適なエポキシ化触媒は、触媒床に装填されたエポキシ化触媒の全体積に対して、同一の基準で、少なくとも50kg/m3、または少なくとも100kg/m3、または少なくとも125kg/m3、または少なくとも150kg/m3の量で銀を含んでよい。同様に、本明細書に用いるのに好適なエポキシ化触媒は、触媒床に装填されたエポキシ化触媒の全体積に対して、同一の基準で、最大500kg/m3、または最大450kg/m3、または最大400kg/m3、または最大350kg/m3の量で銀を含んでよい。好ましくは、エポキシ化触媒は、触媒床に装填されたエポキシ化触媒の全体積に対して、同一の基準で、50〜500kg/m3、または100〜450kg/m3、または125〜350kg/m3の量で銀を含んでよい。   Alternatively, the amount of silver contained in the ethylene epoxidation catalyst can be expressed in terms of the mass of silver per unit volume of epoxidation catalyst loaded in the epoxidation reactor (eg, in the catalyst bed). In this way, a comparison of silver loading between epoxidation catalysts prepared on supports of different packing densities can be made. Finally, since the catalyst bed contains a defined amount of epoxidation catalyst, this method of comparing the amount of silver deposited on the epoxidation catalyst is appropriate. Accordingly, epoxidation catalysts suitable for use herein are at least 50 kg / m3, or at least 100 kg / m3, or at least 100 kg / m3, on the same basis, based on the total volume of epoxidation catalyst loaded in the catalyst bed. Silver may be included in an amount of 125 kg / m3, or at least 150 kg / m3. Similarly, epoxidation catalysts suitable for use herein may have, on the same basis, up to 500 kg / m3, or up to 450 kg / m3, or up to the total volume of epoxidation catalyst loaded in the catalyst bed. Silver may be included in an amount up to 400 kg / m3, or up to 350 kg / m3. Preferably, the epoxidation catalyst has an amount of 50 to 500 kg / m3, or 100 to 450 kg / m3, or 125 to 350 kg / m3, on the same basis, based on the total volume of the epoxidation catalyst loaded in the catalyst bed. And may contain silver.

本明細書に用いるのに好適なエポキシ化触媒は、エポキシ化触媒の全重量に対するレニウムの量として計算して、同一の基準で、担体上に堆積されたレニウム助触媒を、0.01〜50mモル/kg、または0.1〜50mモル/kg、または0.1〜25mモル/kg、または0.1〜20mモル/kg、または0.5〜10mモル/kg、または1〜6mモル/kg、または少なくとも0.01mモル/kg、または少なくとも0.1mモル/kg、または少なくとも0.5mモル/kg、または少なくとも1mモル/kg、または少なくとも1.25mモル/kg、または少なくとも1.5mモル/kg、または最大50mモル/kg、または最大20mモル/kg、または最大10mモル/kg、または最大6モル/kgの量で含んでよい。別の言い方をすれば、担体の表面積に対して表されるレニウム助触媒の量は、好ましくは、0.25〜10μモル/m2、または0.5〜5μモル/m2、または1〜3μモル/m2の量でエポキシ化触媒中に存在し得る。便宜上、エポキシ化触媒上に堆積されたレニウム助触媒の量は、それが存在する形態に関係なく、金属として測定される。   Epoxidation catalysts suitable for use herein, calculated as the amount of rhenium relative to the total weight of the epoxidation catalyst, can provide, on the same basis, a rhenium co-catalyst deposited on a support of 0.01-50 m Mol / kg, or 0.1-50 mmol / kg, or 0.1-25 mmol / kg, or 0.1-20 mmol / kg, or 0.5-10 mmol / kg, or 1-6 mmol / kg. kg, or at least 0.01 mmol / kg, or at least 0.1 mmol / kg, or at least 0.5 mmol / kg, or at least 1 mmol / kg, or at least 1.25 mmol / kg, or at least 1.5 mmol In an amount of mol / kg, or up to 50 mmol / kg, or up to 20 mmol / kg, or up to 10 mmol / kg, or up to 6 mol / kg. Good. Stated another way, the amount of rhenium cocatalyst, expressed relative to the surface area of the support, is preferably between 0.25 and 10 μmol / m 2, or between 0.5 and 5 μmol / m 2, or between 1 and 3 μmol. / M2 in the epoxidation catalyst. For convenience, the amount of rhenium promoter deposited on the epoxidation catalyst is measured as metal, regardless of the form in which it is present.

任意で、本明細書に用いるのに好適なエポキシ化触媒は、エポキシ化触媒の全重量に対する元素の量として計算して、同一の基準で、担体上に堆積されたアルカリ金属助触媒(例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、またはそれらの組み合わせ)を、0.01〜500mモル/kg、または0.01〜400mモル/kg、または0.1〜300mモル/kg、または0.1〜250mモル/kg、または0.5〜200mモル/kg、または1〜100mモル/kg、または少なくとも0.01mモル/kg、または少なくとも0.05、または少なくとも0.1mモル/kg、または少なくとも0.5mモル/kg、または少なくとも1mモル/kg、または少なくとも1.25mモル/kg、または少なくとも1.5mモル/kg、または少なくとも2mモル/kg、または少なくとも3mモル/kg、または最大500mモル/kg、または最大400mモル/kg、または最大300mモル/kg、または最大250mモル/kg、または最大200mモル/kg、または最大150mモル/kg、または最大100mモル/kgの量でさらに含んでよい。便宜上、エポキシ化触媒上に堆積されたアルカリ金属の量は、それが存在する形態に関係なく、元素として測定される。   Optionally, epoxidation catalysts suitable for use herein are alkali metal cocatalysts deposited on a support on the same basis, calculated as the amount of elements based on the total weight of the epoxidation catalyst (e.g., Lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, or a combination thereof) from 0.01 to 500 mmol / kg, or from 0.01 to 400 mmol / kg, or from 0.1 to 300 mmol / kg, or from 0.1 to 300 mmol / kg. 250250 mmol / kg, or 0.5-200 mmol / kg, or 1-100 mmol / kg, or at least 0.01 mmol / kg, or at least 0.05, or at least 0.1 mmol / kg, or at least 0.5 mmol / kg, or at least 1 mmol / kg, or at least 1.25 mmol / kg, or less Also 1.5 mmol / kg, or at least 2 mmol / kg, or at least 3 mmol / kg, or up to 500 mmol / kg, or up to 400 mmol / kg, or up to 300 mmol / kg, or up to 250 mmol / kg, Alternatively, it may further comprise up to 200 mmol / kg, or up to 150 mmol / kg, or up to 100 mmol / kg. For convenience, the amount of alkali metal deposited on the epoxidation catalyst is measured as an element, regardless of the form in which it is present.

担体上に堆積されたアルカリ金属助触媒の量は、エポキシ化触媒中に存在するアルカリ金属の総量である必要はないことを理解すべきである。むしろ、堆積量は、(例えば、含浸により)担体に添加されているアルカリ金属助触媒の量を反映する。そのため、担体上に堆積されたアルカリ金属助触媒の量は、例えば焼成により、担体中に固定され得、または水、もしくは低級アルカノール、もしくはアミン、もしくはそれらの組み合わせなどの好適な溶媒中で抽出できない、および促進効果をもたらさないアルカリ金属を含まない。アルカリ金属助触媒の供給源は担体それ自体であってもよいとさらに理解すべきである。すなわち、担体は、水または低級アルカノールなどの好適な溶媒で抽出することができる抽出可能な量のアルカリ金属助触媒を含有することができ、したがってアルカリ金属助触媒を担体上に堆積または再堆積させることができる溶液を調製する。   It should be understood that the amount of alkali metal cocatalyst deposited on the support need not be the total amount of alkali metal present in the epoxidation catalyst. Rather, the amount of deposition reflects the amount of alkali metal promoter that has been added to the support (eg, by impregnation). As such, the amount of alkali metal cocatalyst deposited on the support can be fixed in the support, for example, by calcination, or cannot be extracted in a suitable solvent such as water, or a lower alkanol, or an amine, or a combination thereof. , And alkali metals that do not have a promoting effect. It should further be understood that the source of the alkali metal promoter may be the carrier itself. That is, the support can contain an extractable amount of an alkali metal cocatalyst that can be extracted with a suitable solvent such as water or a lower alkanol, thus depositing or redepositing the alkali metal cocatalyst on the support. A solution that can be prepared.

エチレンエポキシ化触媒がアルカリ金属助触媒を含む実施形態では、触媒が2つ以上のアルカリ金属助触媒の組み合わせを含むと有益であり得る。非限定的な例としては、セシウム、およびルビジウムの組み合わせ、セシウム、およびカリウムの組み合わせ、セシウム、およびナトリウムの組み合わせ、セシウム、およびリチウムの組み合わせ、セシウム、ルビジウム、およびナトリウムの組み合わせ、セシウム、カリウム、およびナトリウムの組み合わせ、セシウム、リチウム、およびナトリウムの組み合わせ、セシウム、ルビジウム、およびナトリウムの組み合わせ、セシウム、ルビジウム、カリウム、およびリチウムの組み合わせ、ならびにセシウム、カリウム、およびリチウムの組み合わせが挙げられる。   In embodiments where the ethylene epoxidation catalyst comprises an alkali metal promoter, it may be beneficial for the catalyst to comprise a combination of two or more alkali metal promoters. Non-limiting examples include cesium and rubidium combinations, cesium and potassium combinations, cesium and sodium combinations, cesium and lithium combinations, cesium, rubidium and sodium combinations, cesium, potassium, and Combinations of sodium, combinations of cesium, lithium, and sodium, combinations of cesium, rubidium, and sodium, combinations of cesium, rubidium, potassium, and lithium, and combinations of cesium, potassium, and lithium.

任意で、本明細書に用いるのに好適なエポキシ化触媒は、エポキシ化触媒の全重量に対する元素の量として計算して、同一の基準で、担体上に堆積された共助触媒(例えば、硫黄、リン、ホウ素、タングステン、モリブデン、クロム、またはそれらの組み合わせ)を、0.01〜500mモル/kg、または0.01〜100mモル/kg、または0.1〜50mモル/kg、または0.1〜20mモル/kg、または0.5〜10mモル/kg、または1〜6mモル/kg、または少なくとも0.01mモル/kg、または少なくとも0.05、または少なくとも0.1mモル/kg、または少なくとも0.5mモル/kg、または少なくとも1mモル/kg、または少なくとも1.25mモル/kg、または少なくとも1.5mモル/kg、または少なくとも2mモル/kg、または少なくとも3mモル/kg、または最大100mモル/kg、または最大50mモル/kg、または最大40mモル/kg、または最大30mモル/kg、または最大20mモル/kg、または最大10mモル/kg、または最大5mモル/kgの量でさらに含んでよい。便宜上、エポキシ化触媒上に堆積させた共助触媒の量は、それが存在する形態に関係なく、元素として測定される。   Optionally, epoxidation catalysts suitable for use herein are, based on the same criteria, co-catalysts (e.g., sulfur, Phosphorus, boron, tungsten, molybdenum, chromium, or a combination thereof) from 0.01 to 500 mmol / kg, or from 0.01 to 100 mmol / kg, or from 0.1 to 50 mmol / kg, or from 0.1 to 50 mmol / kg. 2020 mmol / kg, or 0.5-10 mmol / kg, or 1-6 mmol / kg, or at least 0.01 mmol / kg, or at least 0.05, or at least 0.1 mmol / kg, or at least 0.5 mmol / kg, or at least 1 mmol / kg, or at least 1.25 mmol / kg, or at least 1.5 mmol / k Or at least 2 mmol / kg, or at least 3 mmol / kg, or at most 100 mmol / kg, or at most 50 mmol / kg, or at most 40 mmol / kg, or at most 30 mmol / kg, or at most 20 mmol / kg, Or it may further comprise up to 10 mmol / kg, or up to 5 mmol / kg. For convenience, the amount of co-catalyst deposited on the epoxidation catalyst is measured as an element, regardless of the form in which it is present.

エチレンエポキシ化触媒が共助触媒を含む実施形態では、共助触媒が、硫黄、リン、ホウ素、およびそれらの組み合わせから選択される第1の共助触媒、ならびにタングステン、モリブデン、クロム、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される第2の共助触媒の組み合わせを含む場合、特に有利であり得る。担体上に堆積された第1の共助触媒の量は、エポキシ化触媒の全重量に対する元素(例えば、硫黄、リン、および/またはホウ素)の量として計算して、同一の基準で、0.2〜50mモル/kg、または0.5〜45mモル/kg、または0.5〜30mモル/kg、または1〜20mモル/kg、または1.5〜10mモル/kg、または2〜6mモル/kg、または少なくとも0.2mモル/kg、または少なくとも0.3、または少なくとも0.5mモル/kg、または少なくとも1mモル/kg、または少なくとも1.25mモル/kg、または少なくとも1.5mモル/kg、または少なくとも1.75mモル/kg、または少なくとも2mモル/kg、または少なくとも3mモル/kg、または最大50mモル/kg、または最大45mモル/kg、または最大40mモル/kg、または最大35mモル/kg、または最大30mモル/kg、または最大20mモル/kg、または最大10mモル/kg、または最大6mモル/kgの量であり得る。担体上に堆積された第2の共助触媒の量は、エポキシ化触媒の全重量に対する元素(例えば、タングステン、モリブデン、および/またはクロム)の量として計算して、同一の基準で、0.1〜40mモル/kg、または0.15〜30mモル/kg、または0.2〜25mモル/kg、または0.25〜20mモル/kg、または0.3〜10mモル/kg、または0.4mモル/kg〜5mモル/kg、または少なくとも0.1mモル/kg、または少なくとも0.15、または少なくとも0.2mモル/kg、または少なくとも0.25mモル/kg、または少なくとも0.3mモル/kg、または少なくとも0.35mモル/kg、または少なくとも0.4mモル/kg、または少なくとも0.45mモル/kg、または少なくとも0.5mモル/kg、または最大40mモル/kg、または最大35mモル/kg、または最大30mモル/kg、または最大25mモル/kg、または最大20mモル/kg、または最大15mモル/kg、または最大10mモル/kg、または最大5mモル/kgの量であり得る。さらに、第1の共助触媒対第2の共助触媒のモル比が1超、または少なくとも1.25、少なくとも1.5、少なくとも2、または少なくとも2.5の量で第1および第2の共助触媒を堆積させることは、有益であり得る。第1の共助触媒対第2の共助触媒のモル比は、最大20、最大15、最大10、または最大7.5であることがさらに好ましい。さらに、レニウム助触媒対第2の共助触媒のモル比は、1超、少なくとも1.25、または少なくとも1.5であり得ることが好ましい。レニウム助触媒対第2の共助触媒のモル比は、最大20、最大15、または最大10であり得ることがさらに好ましい。   In embodiments where the ethylene epoxidation catalyst comprises a co-promoter, the co-promoter comprises a first co-promoter selected from sulfur, phosphorus, boron, and combinations thereof, and tungsten, molybdenum, chromium, and combinations thereof. It may be particularly advantageous if it comprises a combination of a second co-promoter selected from the group. The amount of the first co-promoter deposited on the support is calculated as the amount of elements (eg, sulfur, phosphorus, and / or boron) relative to the total weight of the epoxidation catalyst, and is, on the same basis, 0.2% 5050 mmol / kg, or 0.5-45 mmol / kg, or 0.5-30 mmol / kg, or 1-20 mmol / kg, or 1.5-10 mmol / kg, or 2-6 mmol / kg kg, or at least 0.2 mmol / kg, or at least 0.3, or at least 0.5 mmol / kg, or at least 1 mmol / kg, or at least 1.25 mmol / kg, or at least 1.5 mmol / kg. Or at least 1.75 mmol / kg, or at least 2 mmol / kg, or at least 3 mmol / kg, or at most 50 mmol / kg, or In amounts of up to 45 mmol / kg, or up to 40 mmol / kg, or up to 35 mmol / kg, or up to 30 mmol / kg, or up to 20 mmol / kg, or up to 10 mmol / kg, or up to 6 mmol / kg. possible. The amount of the second co-promoter deposited on the support is calculated as the amount of the element (eg, tungsten, molybdenum, and / or chromium) relative to the total weight of the epoxidation catalyst and is, on the same basis, 0.1% -40 mmol / kg, or 0.15-30 mmol / kg, or 0.2-25 mmol / kg, or 0.25-20 mmol / kg, or 0.3-10 mmol / kg, or 0.4 mmol Mol / kg to 5 mmol / kg, or at least 0.1 mmol / kg, or at least 0.15, or at least 0.2 mmol / kg, or at least 0.25 mmol / kg, or at least 0.3 mmol / kg. Or at least 0.35 mmol / kg, or at least 0.4 mmol / kg, or at least 0.45 mmol / kg, or at least 0.5 mmol / kg, or up to 40 mmol / kg, or up to 35 mmol / kg, or up to 30 mmol / kg, or up to 25 mmol / kg, or up to 20 mmol / kg, or up to 15 mmol / kg, or up to It can be in an amount of 10 mmol / kg, or up to 5 mmol / kg. Additionally, the first and second co-promoters have a molar ratio of the first co-promoter to the second co-promoter of greater than 1, or at least 1.25, at least 1.5, at least 2, or at least 2.5. Depositing can be beneficial. More preferably, the molar ratio of the first co-promoter to the second co-promoter is at most 20, at most 15, at most 10, or at most 7.5. Further, it is preferred that the molar ratio of the rhenium promoter to the second co-promoter can be greater than 1, at least 1.25, or at least 1.5. More preferably, the molar ratio of the rhenium promoter to the second co-promoter can be up to 20, up to 15, or up to 10.

任意で、本明細書に用いるのに好適なエポキシ化触媒は、エポキシ化触媒の全重量に対する元素の量として計算して、同一の基準で、担体上に堆積されたさらなる金属助触媒(例えば、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなどのアルカリ土類金属、チタン、ハフニウム、ジルコニウム、バナジウム、タリウム、トリウム、タンタル、ニオブ、ガリウム、ゲルマニウム、マンガンなど)を、0.01〜500mモル/kg、または0.01〜100mモル/kg、または0.1〜50mモル/kg、または0.1〜20mモル/kg、または0.5〜10mモル/kg、または1〜6mモル/kg、または少なくとも0.01mモル/kg、または少なくとも0.05、または少なくとも0.1mモル/kg、または少なくとも0.5mモル/kg、または少なくとも1mモル/kg、または少なくとも1.25mモル/kg、または少なくとも1.5mモル/kg、または少なくとも2mモル/kg、または少なくとも3mモル/kg、または最大100mモル/kg、または最大50mモル/kg、または最大40mモル/kg、または最大30mモル/kg、または最大20mモル/kg、または最大10mモル/kg、または最大5mモル/kgの量で追加的に含んでよい。便宜上、エポキシ化触媒におけるさらなる金属助触媒の量は、それが存在する形態に関係なく、元素として測定される。   Optionally, epoxidation catalysts suitable for use herein are further metal cocatalysts deposited on the support on the same basis, calculated as the amount of elements based on the total weight of the epoxidation catalyst (e.g., Beryllium, magnesium, calcium, strontium, alkaline earth metals such as barium, titanium, hafnium, zirconium, vanadium, thallium, thorium, tantalum, niobium, gallium, germanium, manganese, etc.) in an amount of 0.01 to 500 mmol / kg, Or 0.01-100 mmol / kg, or 0.1-50 mmol / kg, or 0.1-20 mmol / kg, or 0.5-10 mmol / kg, or 1-6 mmol / kg, or at least 0.01 mmol / kg, or at least 0.05, or at least 0.1 mmol / kg, Or at least 0.5 mmol / kg, or at least 1 mmol / kg, or at least 1.25 mmol / kg, or at least 1.5 mmol / kg, or at least 2 mmol / kg, or at least 3 mmol / kg, or In an amount of up to 100 mmol / kg, or up to 50 mmol / kg, or up to 40 mmol / kg, or up to 30 mmol / kg, or up to 20 mmol / kg, or up to 10 mmol / kg, or up to 5 mmol / kg. It may additionally be included. For convenience, the amount of additional metal promoter in the epoxidation catalyst is measured as an element, regardless of the form in which it is present.

レニウム助触媒および/または任意の助触媒(単数または複数)について上記で定義された濃度限界内で得られる利益の程度は、単独で、またはレニウム助触媒および/もしくは任意の助触媒(単数または複数)の組み合わせてのいずれかで、例えば、エポキシ化条件、触媒調製条件、利用される担体の物理的性質および化学的性質、エポキシ化触媒上に堆積させた銀の量、エポキシ化触媒上に堆積させたレニウム助触媒の量、(もしあれば)エポキシ化触媒上に堆積させた任意の助触媒(単数または複数)の量、ならびにエポキシ化触媒中に存在する他のカチオンおよびアニオンの量などの1つ以上の性質および特性に応じて変化し得る。したがって、上記で定義された限界は、性質および特性における可能な限り広い変動をカバーするように選択された。   The degree of benefit obtained within the concentration limits defined above for the rhenium co-catalyst and / or any co-catalyst (s), alone or with the rhenium co-catalyst and / or any co-catalyst (s) Epoxidation conditions, catalyst preparation conditions, physical and chemical properties of the carrier used, amount of silver deposited on the epoxidation catalyst, deposition on the epoxidation catalyst Such as the amount of rhenium cocatalyst deposited, the amount of any cocatalyst (s) deposited on the epoxidation catalyst (if any), and the amount of other cations and anions present in the epoxidation catalyst. It can vary depending on one or more properties and properties. Therefore, the limits defined above were chosen to cover the widest possible variation in properties and properties.

周知の方法を用いて、担体上に堆積された銀、レニウム助触媒、および任意の助触媒(単数または複数)の量を分析することができる。当業者は、例えば、これらの堆積された成分のいずれかの量を決定するために物質収支を採用し得る。一例として、銀およびレニウム助触媒の堆積の前後に担体を秤量する場合、2つの重量の差は担体上に堆積した銀およびレニウム助触媒の量に等しく、そこから、堆積したレニウム助触媒の量を計算することができる。さらに、堆積した銀および助触媒の量は、含浸溶液(単数または複数)に含まれる銀および助触媒の濃度および完成したエポキシ化触媒中の総重量の比に基づいて計算することができる。あるいは、担体上に堆積させた助触媒の量はまた、既知の浸出方法によっても決定され得、担体中に存在する金属浸出物の量およびエポキシ化触媒中に存在する金属浸出物の量は、独立して決定され、2つの測定値間の差は、担体上に堆積させた助触媒の総量を反映する。   Well-known methods can be used to analyze the amount of silver, rhenium promoter, and optional promoter (s) deposited on the support. One skilled in the art can, for example, employ a mass balance to determine the amount of any of these deposited components. As an example, when weighing the support before and after deposition of the silver and rhenium promoter, the difference between the two weights is equal to the amount of silver and rhenium promoter deposited on the support, from which the amount of rhenium promoter deposited Can be calculated. In addition, the amount of silver and cocatalyst deposited can be calculated based on the concentration of silver and cocatalyst in the impregnation solution (s) and the ratio of the total weight in the finished epoxidation catalyst. Alternatively, the amount of co-catalyst deposited on the support may also be determined by known leaching methods, wherein the amount of metal leachate present in the support and the amount of metal leachate present in the epoxidation catalyst are: Determined independently, the difference between the two measurements reflects the total amount of cocatalyst deposited on the support.

銀を含むエチレンエポキシ化触媒の調製は、当技術分野において既知である。本明細書に用いるのに好適なエチレンエポキシ化触媒を調製する具体的な方法は限定されず、したがって、当技術分野において既知の任意の方法を使用することができる。エチレンエポキシ化触媒の調製に関する記載については、米国特許第4,761,394号、同第4,766,105号、同第5,380,697号、同第5,739,075号、同第6,368,998号、および同第6,656,874号を参照し、これらは参照により本明細書に組み込まれる。   The preparation of silver-containing ethylene epoxidation catalysts is known in the art. The specific method of preparing an ethylene epoxidation catalyst suitable for use herein is not limited, and thus, any method known in the art can be used. For a description of the preparation of an ethylene epoxidation catalyst, see U.S. Pat. Nos. 6,368,998 and 6,656,874, which are incorporated herein by reference.

一般的に言えば、本開示のエチレンエポキシ化方法は、当技術分野において既知の様々な方法で実施することができ、エポキシ化プロセスを連続的な気相法として実施することが好ましい。エチレンエポキシ化プロセスは、固定床反応器(例えば、固定床管型反応器)、連続撹拌槽型反応器(CSTR)、流動床反応器などの任意の既知のエポキシ化反応器(例えば、エチレンおよび酸素を反応させるのに使用される任意の反応容器)で実施できる。さらに、複数のエポキシ化反応器を並行して使用することができる。   Generally speaking, the ethylene epoxidation process of the present disclosure can be performed in various ways known in the art, and it is preferred that the epoxidation process be performed as a continuous gas phase process. The ethylene epoxidation process can be performed by any known epoxidation reactor (eg, ethylene and ethylene and (Any reaction vessel used to react oxygen). Further, multiple epoxidation reactors can be used in parallel.

好適なエポキシ化反応器の1つの商業的な例は、垂直シェルアンドチューブ熱交換器であり、シェルは、エポキシ化反応器の温度を調整するためにクーラント(例えば、熱伝達流体(テトラリンなど)、水など)を含み、複数の管は、エチレンエポキシ化触媒を含む実質的に平行な細長い管である。管のサイズおよび数は反応器ごとに異なり得るが、市販の反応器で使用される典型的な管は、3〜25メートル、5〜20メートル、または6〜15メートルの長さを有し得る。同様に、反応管は、5〜80ミリメートル、10〜75ミリメートル、または20〜60ミリメートルの管内径を有することができる。エポキシ化反応器中に存在する管の数は、広く変動し得、数千の範囲、例えば、最大22,000、または1,000〜11,000、または1,500〜18,500の範囲であり得る。   One commercial example of a suitable epoxidation reactor is a vertical shell-and-tube heat exchanger, where a shell is used to regulate the temperature of the epoxidation reactor with a coolant (eg, a heat transfer fluid such as tetralin). , Water, etc.) and the plurality of tubes are substantially parallel elongated tubes containing an ethylene epoxidation catalyst. The size and number of tubes can vary from reactor to reactor, but typical tubes used in commercial reactors can have a length of 3-25 meters, 5-20 meters, or 6-15 meters . Similarly, the reaction tubes can have a tube inner diameter of 5-80 millimeters, 10-75 millimeters, or 20-60 millimeters. The number of tubes present in the epoxidation reactor can vary widely and can be in the thousands range, for example, up to 22,000, or 1,000-11,000, or 1,500-18,500. possible.

エチレンエポキシ化触媒を含むエポキシ化反応器の一部(例えば、反応管)は、一般に「触媒床」と呼ばれる。一般に、触媒床中のエチレンエポキシ化触媒の量、触媒床の高さ、および触媒床内のエポキシ化触媒の充填密度(すなわち「管充填密度」)は、例えば、エポキシ化反応器内に存在する管のサイズおよび数、ならびにエポキシ化触媒のサイズおよび形状に応じて、広範囲にわたって変わり得る。しかしながら、管充填密度の典型的な範囲は、400〜1500kg/m3であり得る。同様に、触媒床の高さの典型的な範囲は、反応管の長さの50%〜100%であり得る。触媒床の高さが反応管の長さの100%未満である実施形態では、管の残りの部分は空であるか、または任意に非触媒もしくは不活性材料の粒子を含み得る。   The portion of the epoxidation reactor that contains the ethylene epoxidation catalyst (eg, the reaction tube) is commonly referred to as a "catalyst bed." Generally, the amount of ethylene epoxidation catalyst in the catalyst bed, the height of the catalyst bed, and the packing density of the epoxidation catalyst in the catalyst bed (ie, "tube packing density") are, for example, present in the epoxidation reactor. It can vary widely depending on the size and number of tubes and the size and shape of the epoxidation catalyst. However, a typical range of tube packing density can be 400-1500 kg / m3. Similarly, a typical range for the height of the catalyst bed can be 50% to 100% of the length of the reaction tube. In embodiments where the height of the catalyst bed is less than 100% of the length of the reaction tube, the remainder of the tube may be empty or, optionally, contain particles of non-catalytic or inert material.

本開示の方法によれば、銀およびレニウム助触媒を堆積させた担体を含むエチレンエポキシ化触媒を酸素を含むコンディショニング供給ガスと少なくとも2時間の期間、180℃超かつ最大250℃の温度で、エポキシ化反応器内でエチレンの不在下で接触させた後、エチレンエポキシ化触媒を、エチレン、酸素、および有機塩化物を含むエポキシ化供給ガスと接触させる。任意で、エポキシ化供給ガスは、二酸化炭素、水蒸気、窒素、メタン、エタン、アルゴン、ヘリウムなどのような不活性ガス、およびそれらの組み合わせをさらに含んでもよい。   According to the method of the present disclosure, an ethylene epoxidation catalyst comprising a carrier with silver and rhenium promoters deposited thereon is treated with a conditioning feed gas comprising oxygen at a temperature greater than 180 ° C. and up to 250 ° C. for at least 2 hours. After contacting in the absence of ethylene in the oxidation reactor, the ethylene epoxidation catalyst is contacted with an epoxidation feed gas comprising ethylene, oxygen, and organic chloride. Optionally, the epoxidation feed gas may further include carbon dioxide, water vapor, nitrogen, an inert gas such as methane, ethane, argon, helium, and the like, and combinations thereof.

エチレンは、エポキシ化供給ガス中に広範囲にわたって変化し得る濃度で存在してもよい。しかしながら、エチレンは、典型的には、エポキシ化供給ガス中に、全エポキシ化供給ガスに対して、同一の基準で、少なくとも5モル%、または少なくとも8モル%、または少なくとも10モル%、または少なくとも12モル%、または少なくとも14モル%、または少なくとも20モル%、または少なくとも25モル%の濃度で存在する。同様に、エチレンは、典型的には、エポキシ化供給ガス中に、同一の基準で、最大65モル%、または最大60モル%、または最大55モル%、または最大50モル%、または最大48モル%の濃度で存在する。いくつかの実施形態では、エチレンは、エポキシ化供給ガス中に、全エポキシ化供給ガスに対して、同一の基準で、5モル%〜60モル%、または10モル%〜50モル%、または12モル%〜48モル%の濃度で存在してよい。   Ethylene may be present in the epoxidation feed gas at widely varying concentrations. However, ethylene is typically present in the epoxidized feed gas at least 5 mol%, or at least 8 mol%, or at least 10 mol%, or at least 10 mol%, on the same basis, relative to the total epoxidized feed gas. It is present at a concentration of 12 mol%, or at least 14 mol%, or at least 20 mol%, or at least 25 mol%. Similarly, ethylene is typically present in the epoxidation feed gas at up to 65 mol%, or at most 60 mol%, or at most 55 mol%, or at most 50 mol%, or at most 48 mol%, on the same basis. %. In some embodiments, ethylene is present in the epoxidation feed gas in the same basis, based on the same epoxidation feed gas, as 5 mol% to 60 mol%, or 10 mol% to 50 mol%, or 12 mol%. It may be present at a concentration of from about mol% to about 48 mol%.

一般に、エポキシ化供給ガス中の酸素濃度は、一般的な操作条件で反応器入口または反応器出口のいずれかで可燃性混合物を形成するであろう酸素濃度よりも低くあるべきである。多くの場合、実際には、エポキシ化供給ガス中の酸素濃度は、一般的な操作条件で反応器入口または反応器出口のいずれかで可燃性混合物を形成するであろう酸素の所定の割合(例えば、95%、90%など)以下であり得る。酸素濃度は広い範囲で変化し得るが、エポキシ化供給ガス中の酸素濃度は、典型的には、全エポキシ化供給ガスに対して、同一の基準で、少なくとも0.5モル%、または少なくとも1モル%、または少なくとも2モル%、または少なくとも3モル%、または少なくとも4モル%、または少なくとも5モル%である。同様に、エポキシ化供給ガス中の酸素濃度は、典型的には、全エポキシ化供給ガスに対して、同一の基準で、最大20モル%、または最大15モル%、または最大12モル%、または最大10モル%である。いくつかの実施形態では、酸素は、エポキシ化供給ガス中に、全エポキシ化供給ガスに対して、同一の基準で、1モル%〜15モル%、または2モル%〜12モル%、または3モル%〜10モル%の濃度で存在してよい。典型的には、エポキシ化供給ガス中の酸素濃度が増加するにつれて、必要な温度は低下する。しかしながら、前述のように、実際には、可燃性は、概して、エポキシ化供給ガス中の最大酸素濃度の制限要因である。したがって、可燃性の範囲外に留まるために、エポキシ化供給ガスの酸素濃度は、エポキシ化供給ガスのエチレン濃度が増加するにつれて低下し得る。例えば、圧力および温度などの他の操作条件とともに、全体のエポキシ化供給ガス組成を考慮に入れて、エポキシ化供給ガス中に含まれるべき酸素の好適な濃度を決定することは当業者の能力の範囲内である。   Generally, the oxygen concentration in the epoxidation feed gas should be lower than the oxygen concentration that would form a combustible mixture at either the reactor inlet or the reactor outlet under typical operating conditions. In many cases, in practice, the oxygen concentration in the epoxidation feed gas will depend on the predetermined percentage of oxygen that will form a combustible mixture at either the reactor inlet or the reactor outlet under typical operating conditions ( For example, 95%, 90%, etc.). Although the oxygen concentration can vary over a wide range, the oxygen concentration in the epoxidized feed gas is typically at least 0.5 mol%, or at least 1 mol%, on the same basis, based on the total epoxidized feed gas. Mol%, or at least 2 mol%, or at least 3 mol%, or at least 4 mol%, or at least 5 mol%. Similarly, the oxygen concentration in the epoxidation feed gas is typically up to 20 mol%, or up to 15 mol%, or up to 12 mol%, or up to 12 mol%, on the same basis, based on the total epoxidation feed gas. The maximum is 10 mol%. In some embodiments, the oxygen is present in the epoxidized feed gas at 1 mol% to 15 mol%, or 2 mol% to 12 mol%, or 3 mol%, on the same basis, based on the total epoxidized feed gas. It may be present at a concentration of from 10 mol% to 10 mol%. Typically, the required temperature decreases as the oxygen concentration in the epoxidation feed gas increases. However, as noted above, in practice, flammability is generally a limiting factor in the maximum oxygen concentration in the epoxidized feed gas. Thus, to stay outside the flammable range, the oxygen concentration of the epoxidized feed gas may decrease as the ethylene concentration of the epoxidized feed gas increases. Taking into account the overall epoxidation feed gas composition, as well as other operating conditions such as, for example, pressure and temperature, determining the suitable concentration of oxygen to be included in the epoxidation feed gas is within the ability of those skilled in the art. Within range.

典型的には、エポキシ化供給ガス中の有機塩化物濃度は、全エポキシ化供給ガスに対して、同一の基準で、少なくとも体積当たり百万分の0.1部(ppmv)以上、または0.3ppmv以上、または0.5ppmv以上の濃度で存在する。同様に、エポキシ化供給ガス中の有機塩化物濃度は、典型的には、全エポキシ化供給ガスに対して、同一の基準で、最大25ppmv、または最大22ppmv、または最大20ppmvである。さらに、エポキシ化供給ガス中の有機塩化物濃度は、全エポキシ化供給ガスに対して、同一の基準で、0.1〜25ppmv、または0.3〜20ppmvであってもよい。典型的には、エポキシ化供給ガス組成が変化するにつれて、および/または操作条件のうちの1つ以上が変化するにつれて、エポキシ化供給ガス中の有機塩化物の濃度もまた、最適濃度を維持するように調整することができる。有機塩化物の最適化に関するさらなる開示については、例えば、米国特許第7,193,094号および同第7,485,597号を参照することができ、これらは参照により本明細書に組み込まれる。   Typically, the concentration of organic chlorides in the epoxidized feed gas is at least 0.1 parts per million by volume (ppmv) or less, on the same basis, for all epoxidized feed gases. It is present at a concentration of 3 ppmv or more, or 0.5 ppmv or more. Similarly, the organic chloride concentration in the epoxidized feed gas is typically up to 25 ppmv, or up to 22 ppmv, or up to 20 ppmv, on the same basis, for all epoxidized feed gases. Further, the organic chloride concentration in the epoxidized feed gas may be 0.1-25 ppmv, or 0.3-20 ppmv, on the same basis, for all epoxidized feed gases. Typically, as the epoxidation feed gas composition changes and / or one or more of the operating conditions change, the concentration of the organic chloride in the epoxidation feed gas also maintains an optimal concentration. Can be adjusted as follows. For further disclosure regarding the optimization of organic chlorides, see, for example, U.S. Patent Nos. 7,193,094 and 7,485,597, which are incorporated herein by reference.

任意で、エポキシ化供給ガスは、窒素含有反応改質剤を実質的に含まなくてもよく、好ましくは完全に含まなくてもよい。すなわち、エポキシ化供給ガスは、100ppm未満の窒素含有反応改質剤、好ましくは10ppm未満、より好ましくは1ppm未満、最も好ましくは0ppmの窒素含有反応改質剤を含んでよい。   Optionally, the epoxidation feed gas may be substantially free, and preferably completely free of nitrogen-containing reaction modifier. That is, the epoxidation feed gas may contain less than 100 ppm of the nitrogen-containing reaction modifier, preferably less than 10 ppm, more preferably less than 1 ppm, and most preferably 0 ppm.

任意で、エポキシ化供給ガスは、二酸化炭素をさらに含んでもよい。存在する場合、二酸化炭素は、典型的には、エポキシ化供給ガス中に、全エポキシ化供給ガスに対して、同一の基準で、0.10モル%以上、または0.12モル%以上、または0.15モル%以上、または0.17モル%以上、または0.20モル%以上、または0.22モル%以上、または0.25モル%以上の濃度で存在する。同様に、二酸化炭素は、概して、エポキシ化供給ガス中に、全エポキシ化供給ガスに対して、同一の基準で、最大10モル%、または最大8モル%、または最大5モル%、または最大3モル%、または最大2.5モル%の濃度で存在する。いくつかの実施形態では、二酸化炭素は、エポキシ化供給ガス中に、全エポキシ化供給ガスに対して、同一の基準で、0.10モル%〜10モル%、または0.15モル%〜5モル%、または0.20モル%〜3モル%、または0.25モル%〜2.5モル%の濃度で存在してよい。二酸化炭素は、反応副生成物として生成され、典型的には、(例えば、エポキシ化プロセスにおける再循環ガス流の使用により)不純物としてエポキシ化供給ガス中に導入される。二酸化炭素は、概して触媒性能に悪影響を及ぼし、エポキシ化供給ガス中に存在する二酸化炭素の濃度が増加するにつれて温度が上昇する。したがって、エチレンオキシドの商業生産において、エポキシ化供給ガス中の二酸化炭素の濃度を許容レベルで維持するために、二酸化炭素の少なくとも一部を再循環ガス流から(例えば、二酸化炭素分離システムを介して)連続的に除去することが一般的である。   Optionally, the epoxidation feed gas may further include carbon dioxide. When present, carbon dioxide is typically present in the epoxidation feed gas at 0.10 mol% or more, or 0.12 mol% or more, on the same basis, based on the total epoxidation feed gas, or It is present at a concentration of at least 0.15 mol%, or at least 0.17 mol%, or at least 0.20 mol%, or at least 0.22 mol%, or at least 0.25 mol%. Similarly, carbon dioxide is generally present in the epoxidized feed gas at up to 10 mol%, or at most 8 mol%, or at most 5 mol%, or at most 3 mol%, based on the same epoxidation feed gas, on the same basis. It is present in a concentration of up to 2.5 mol%, or up to 2.5 mol%. In some embodiments, carbon dioxide is present in the epoxidized feed gas in the same basis, from 0.10 mol% to 10 mol%, or from 0.15 mol% to 5 mol%, relative to the total epoxidation feed gas. It may be present in a concentration of from about 0.2% to about 0.2% to about 3%, or from about 0.25% to about 2.5%. Carbon dioxide is produced as a reaction by-product and is typically introduced into the epoxidation feed gas as an impurity (eg, by using a recycle gas stream in the epoxidation process). Carbon dioxide generally adversely affects catalyst performance, with increasing temperatures as the concentration of carbon dioxide present in the epoxidation feed gas increases. Thus, in commercial production of ethylene oxide, at least a portion of the carbon dioxide is removed from the recycle gas stream (eg, via a carbon dioxide separation system) to maintain an acceptable level of carbon dioxide in the epoxidation feed gas. It is common to remove continuously.

任意で、エポキシ化供給ガスは、水蒸気をさらに含んでもよい。一般に、水蒸気は、エポキシ化反応器内で燃焼副生成物として生成され、典型的には、再循環ガス流の使用により、エポキシ化供給ガス中の不純物としてエポキシ化反応器に導入される。存在する場合、水蒸気は、典型的には、エポキシ化供給ガス中に、全エポキシ化供給ガスに対して、同一の基準で、最大5モル%、または最大3モル%、または最大2モル%、または最大1モル%、または最大0.5モル%の濃度で存在する。あるいは、水蒸気の濃度は、エポキシ化供給ガス中に存在する水蒸気の分圧で表すことができ、これは、反応器入口圧力によって反応器の入口でエポキシ化供給ガス中に存在する水蒸気の体積分率(例えば、モル分率)を掛けることによって計算することができる。したがって、存在する場合、水蒸気は、入口供給がス中の水蒸気の分圧が最大1000kPa、または最大50kPa、または最大40kPa、または最大35kPa、または最大30kPa、または最大25kPa、または最大20kPa、または最大15kPaであるような濃度で入口供給がス中に存在してよい。   Optionally, the epoxidation feed gas may further include water vapor. Generally, steam is produced as a combustion byproduct in the epoxidation reactor and is typically introduced into the epoxidation reactor as an impurity in the epoxidation feed gas by use of a recycle gas stream. When present, water vapor is typically present in the epoxidation feed gas at up to 5 mol%, or at most 3 mol%, or at most 2 mol%, on the same basis, relative to the total epoxidation feed gas. Or it is present at a concentration of up to 1 mol%, or up to 0.5 mol%. Alternatively, the concentration of water vapor can be expressed as the partial pressure of water vapor present in the epoxidation feed gas, which is the volume fraction of water vapor present in the epoxidation feed gas at the reactor inlet by the reactor inlet pressure. It can be calculated by multiplying by a percentage (eg, mole fraction). Thus, when present, the steam is supplied at a partial pressure of steam in the inlet feed of up to 1000 kPa, or up to 50 kPa, or up to 40 kPa, or up to 35 kPa, or up to 30 kPa, up to 25 kPa, up to 20 kPa, or up to 15 kPa The inlet feed may be present in the wastewater at a concentration such that

エポキシ化供給ガスは、任意で、窒素、メタン、またはそれらの組み合わせなどの不活性ガスをさらに含んでもよい。使用される場合、不活性ガスをエポキシ化供給ガスに添加して、酸素可燃性濃度を高めることができる。所望であれば、不活性ガスは、エポキシ化供給ガス中に、全エポキシ化供給ガスに対して、同一の基準で、少なくとも5モル%、または少なくとも10モル%、または少なくとも20モル%、または少なくとも25モル%、または少なくとも30モル%の濃度で存在してよい。同様に、不活性ガスは、エポキシ化供給ガス中に、全エポキシ化供給ガスに対して、同一の基準で、最大80モル%、または最大75モル%、または最大70モル%、または最大65モル%の濃度で存在してよい。いくつかの実施形態では、不活性ガスは、エポキシ化供給ガス中に、全エポキシ化供給ガスに対して、同一の基準で、20モル%〜80モル%、または30モル%〜70モル%の濃度で存在してよい。   The epoxidation feed gas may optionally further include an inert gas such as nitrogen, methane, or a combination thereof. If used, an inert gas can be added to the epoxidation feed gas to increase the oxygen flammable concentration. If desired, the inert gas may be present in the epoxidized feed gas in at least 5 mol%, or at least 10 mol%, or at least 20 mol%, or at least 20 mol%, based on the same epoxidized feed gas. It may be present at a concentration of 25 mol%, or at least 30 mol%. Similarly, the inert gas may be present in the epoxidized feed gas in a maximum of 80 mol%, or a maximum of 75 mol%, or a maximum of 70 mol%, or a maximum of 65 mol%, based on the same amount of epoxidation feed gas. % May be present. In some embodiments, the inert gas comprises from 20 mol% to 80 mol%, or from 30 mol% to 70 mol%, on the same basis, based on the total epoxidation feed gas, in the epoxidation feed gas. It may be present in a concentration.

エチレンエポキシ化プロセスは、少なくとも部分的には初期プラント設計、その後の拡大プロジェクト、供給原料の利用可能性、使用されるエポキシ化触媒の種類、プロセス経済性などに応じて、異なるエチレンオキシドプラント間で大きく異なり得る広範囲の操作条件下で実施できる。そのような操作条件の例としては、温度、反応器入口圧力、エポキシ化反応器を通るガス流(一般に、ガス毎時空間速度または「GHSV」として表される)、およびエチレンオキシド生成率(一般に、作業速度の観点で記載される)が挙げられるが、これらに限定されない。   Ethylene epoxidation processes can vary significantly between different ethylene oxide plants, depending at least in part on initial plant design, subsequent expansion projects, availability of feedstock, type of epoxidation catalyst used, process economics, etc. It can be carried out under a wide range of operating conditions which can vary. Examples of such operating conditions include temperature, reactor inlet pressure, gas flow through the epoxidation reactor (commonly expressed as gas hourly space velocity or "GHSV"), and ethylene oxide production rate (generally, (Described in terms of speed).

合理的な商業のエチレンオキシド生成速度を達成するために、エチレンエポキシ化反応は、典型的には、180℃以上、または190℃以上、または200℃以上、または210℃以上、または225℃以上の温度で実施される。同様に、温度は、典型的には、325℃以下、または310℃以下、または300℃以下、または280℃以下、または260℃以下である。さらに、温度は、180℃〜325℃、または190℃〜300℃、または210℃〜300℃であり得る。   To achieve a reasonable commercial ethylene oxide production rate, the ethylene epoxidation reaction is typically conducted at a temperature of 180 ° C or higher, or 190 ° C or higher, or 200 ° C or higher, or 210 ° C or higher, or 225 ° C or higher. Will be implemented. Similarly, the temperature is typically 325C or lower, or 310C or lower, or 300C or lower, or 280C or lower, or 260C or lower. Further, the temperature may be between 180C and 325C, or between 190C and 300C, or between 210C and 300C.

本明細書に開示されるエチレンエポキシ化プロセスは、典型的には、500〜4000kPa、または1200〜2500kPa(絶対圧)の反応器入口圧力で実施される。反応器入口圧力を測定するために様々な周知のデバイスを使用することができ、例えば、圧力指示変換器、ゲージなどを使用することができる。例えば、特定の種類のエポキシ化反応器、所望の生産性などを考慮して、好適な反応器入口圧力を選択することは当業者の能力の範囲内である。   The ethylene epoxidation process disclosed herein is typically performed at a reactor inlet pressure of 500-4000 kPa, or 1200-2500 kPa (absolute). Various well-known devices can be used to measure reactor inlet pressure, for example, pressure indicating transducers, gauges, and the like. For example, it is within the capabilities of those skilled in the art to select a suitable reactor inlet pressure in view of the particular type of epoxidation reactor, desired productivity, and the like.

前述のように、エポキシ化反応器を通るガス流は、GHSVで表される。一般に、GHSVが増加するにつれて、触媒選択率は、任意の所与の作業速度に対して増加する。しかしながら、固定触媒量の場合、GHSVの増加は、概してエネルギーコストの増加につながり、したがって、より高い触媒選択率と増大した操業コストとの間には通常経済的なトレードオフがある。典型的には、気相エポキシ化プロセスでは、GHSVは、1時間当たり1,500〜10,000である。   As mentioned above, the gas flow through the epoxidation reactor is expressed in GHSV. In general, as GHSV increases, catalyst selectivity increases for any given operating speed. However, for a fixed catalyst amount, an increase in GHSV generally leads to an increase in energy costs, and therefore there is usually an economic trade-off between higher catalyst selectivity and increased operating costs. Typically, in a gas phase epoxidation process, the GHSV is between 1,500 and 10,000 per hour.

エポキシ化反応器中のエチレンオキシドの生成速度は、典型的には、作業速度の観点から記載され、これは、触媒の単位体積当たりの1時間当たりに生成されるエチレンオキシドの量を指す。当業者に既知のように、作業速度は、温度、反応器入口圧力、GHSV、およびエポキシ化供給ガスの組成(例えば、エチレン濃度、酸素濃度、二酸化炭素濃度、有機塩化物濃度など)を含むがこれらに限定されない、いくつかの異なる変数の関数である。一般に、与えられた一連の条件について、それらの条件で温度を上げると作業速度が上がり、その結果エチレンオキシド生成量が増加する。しかしながら、この温度上昇は、多くの場合、触媒選択率を減少させ、触媒の老化を加速させ得る。典型的には、ほとんどのプラントにおける作業速度は、1時間当たり触媒1m3当たり50〜400kgのエチレンオキシド(kg/m3/時)、または120〜350kg/m3/時である。   The rate of production of ethylene oxide in the epoxidation reactor is typically described in terms of operating speed, which refers to the amount of ethylene oxide produced per hour per unit volume of catalyst. As known to those skilled in the art, operating speeds include temperature, reactor inlet pressure, GHSV, and epoxidation feed gas composition (eg, ethylene concentration, oxygen concentration, carbon dioxide concentration, organic chloride concentration, etc.). Without limitation, a function of several different variables. In general, for a given set of conditions, increasing the temperature under those conditions will increase the working speed and consequently the ethylene oxide production. However, this increase in temperature can often reduce catalyst selectivity and accelerate catalyst aging. Typically, the working speed in most plants is 50-400 kg of ethylene oxide per kg of catalyst per hour (kg / m3 / h), or 120-350 kg / m3 / h.

本開示の恩恵を受ける当業者は、例えば、プラント設計、機器の制約、エポキシ化供給ガス組成、エチレンエポキシ化触媒の使用年数などに応じて、温度、反応器入口圧力、GHSV、および作業速度などの適切な操作条件を選択することができるだろう。   Those of skill in the art having the benefit of this disclosure will appreciate, for example, temperature, reactor inlet pressure, GHSV, and operating speed, depending on plant design, equipment constraints, epoxidation feed gas composition, age of ethylene epoxidation catalyst, etc. Will be able to select the appropriate operating conditions.

本明細書に開示されるエチレンエポキシ化プロセスによって生成されたエチレンオキシドは、当技術分野において既知の方法を使用して回収することができる。いくつかの実施形態では、所望であれば、エチレンオキシドを、水、アルコール、二酸化炭素、またはアミンと既知の方法に従ってさらに反応させて、それぞれエチレングリコール、エチレングリコールエーテル、エチレンカーボネート、またはエタノールアミンを形成することができる。   Ethylene oxide produced by the ethylene epoxidation process disclosed herein can be recovered using methods known in the art. In some embodiments, if desired, ethylene oxide is further reacted with water, alcohol, carbon dioxide, or amine according to known methods to form ethylene glycol, ethylene glycol ether, ethylene carbonate, or ethanolamine, respectively. can do.

1,2−エタンジオールまたは1,2−エタンジオールエーテルへの変換は、例えば、適切には酸性または塩基性触媒を使用して、エチレンオキシドを水と反応させることを含み得る。例えば、主に1,2−エタンジオールおよびそれより少ない1,2−エタンジオールエーテルを製造するために、エチレンオキシドを、液相反応において酸触媒(例えば、0.5〜1.0重量%の硫酸)の存在下で、反応混合物全体に基づいて、50℃〜70℃の温度および1バール(絶対圧)の圧力にて、または気相反応において130℃〜240℃および20〜40バール(絶対圧)の圧力にて、好ましくは触媒の不在下で、10倍モル過剰の水と反応させることができる。一般に、水の比率が低下すると、反応混合物中の1,2−エタンジオールエーテルの比率が増加する。このようにして生成された1,2−エタンジオールエーテルは、ジエーテル、トリエーテル、テトラエーテル、またはそれに続くエーテルであり得る。代替の1,2−エタンジオールエーテルは、エチレンオキシドをアルコール、特に、メタノールまたはエタノールなどの第一級アルコールで変換することによって、水のうちの少なくとも一部をアルコールで置き換えることによって調製され得る。   Conversion to 1,2-ethanediol or 1,2-ethanediol ether can include, for example, reacting ethylene oxide with water, suitably using an acidic or basic catalyst. For example, ethylene oxide is converted to an acid catalyst (e.g., 0.5-1.0% by weight sulfuric acid) in a liquid phase reaction to produce mainly 1,2-ethanediol and less 1,2-ethanediol ether. ), At a temperature of 50 ° C to 70 ° C and a pressure of 1 bar (absolute), or 130 ° C to 240 ° C and 20 to 40 bar (absolute) in the gas phase reaction, based on the total reaction mixture At a pressure of), preferably in the absence of a catalyst, with a 10-fold molar excess of water. Generally, as the proportion of water decreases, the proportion of 1,2-ethanediol ether in the reaction mixture increases. The 1,2-ethanediol ether thus produced can be a diether, triether, tetraether, or subsequent ether. Alternative 1,2-ethanediol ethers can be prepared by converting ethylene oxide with an alcohol, particularly a primary alcohol such as methanol or ethanol, thereby replacing at least a portion of the water with the alcohol.

エタノールアミンへの変換は、例えば、エチレンオキシドをアンモニアと反応させることを含み得る。無水または水性アンモニアを使用することができるが、無水アンモニアがモノエタノールアミンの生成を促進するために典型的に使用される。エチレンオキシドのエタノールアミンへの変換に適用可能な方法については、例えば、米国特許第4,845,296号を参照してもよく、これは参照により本明細書に組み込まれる。   Conversion to ethanolamine can include, for example, reacting ethylene oxide with ammonia. Anhydrous or aqueous ammonia can be used, but anhydrous ammonia is typically used to promote the production of monoethanolamine. For methods applicable to the conversion of ethylene oxide to ethanolamine, see, for example, US Pat. No. 4,845,296, which is incorporated herein by reference.

エチレングリコールおよびエチレングリコールエーテルは、例えば、食品、飲料、タバコ、化粧品、熱可塑性ポリマー、硬化性樹脂系、洗剤、熱伝達系などの分野における多種多様な工業用途に使用することができる。エチレンカーボネートは、例えば、エチレングリコールの製造における前駆体として、または希釈剤として、特に溶媒として使用することができる。エタノールアミンは、例えば、天然ガスの処理(「スイートニング」)に使用することができる。   Ethylene glycol and ethylene glycol ethers can be used in a wide variety of industrial applications, for example, in the fields of foods, beverages, tobacco, cosmetics, thermoplastic polymers, curable resin systems, detergents, heat transfer systems, and the like. Ethylene carbonate can be used, for example, as a precursor in the production of ethylene glycol or as a diluent, especially as a solvent. Ethanolamine can be used, for example, in the processing of natural gas ("sweetening").

本発明を一般的に説明してきたが、以下の実施例を参照することによってさらなる理解を得ることができ、それらは例示の目的のためにのみ提供され、他に特定されない限り限定することを意図しない。   Having generally described the present invention, a further understanding may be obtained by reference to the following examples, which are provided for illustrative purposes only and are intended to be limiting unless otherwise specified. do not do.

実施例1〜14
比較のための実施例1〜5、本発明による実施例6〜14
マイクロリアクター触媒試験
以下の実施例では、α−アルミナ担体上に堆積された銀およびレニウム助触媒を含む、米国特許第4,766,105号に記載されているようなエチレンエポキシ化触媒を使用した。
Examples 1 to 14
Examples 1 to 5 for comparison, Examples 6 to 14 according to the present invention
Microreactor Catalyst Test In the following examples, an ethylene epoxidation catalyst as described in U.S. Pat. No. 4,766,105 was used that included silver and rhenium promoters deposited on an alpha-alumina support. .

4.41グラムの粉砕触媒サンプル(14〜20メッシュ)をステンレス鋼のU字型マイクロリアクター管に装填された。各管の端部は、「単流」操作において触媒床を通過するガスの流れを可能にするガス流システムに接続された。各管の触媒含有部分を、温度を制御するために使用される溶融金属浴(熱媒体)に浸漬した。   4.41 grams of the ground catalyst sample (14-20 mesh) were loaded into a stainless steel U-shaped microreactor tube. The end of each tube was connected to a gas flow system that allowed gas flow through the catalyst bed in "single flow" operation. The catalyst-containing portion of each tube was immersed in a molten metal bath (heat medium) used to control the temperature.

各触媒サンプルについて、表1に示されるような組成を有するコンディショニング供給ガスを、1760GHSVのガス流で、6〜72時間の間、表1に示されるように、160℃〜245℃の間の温度で触媒床に供給した。入口ガス圧力は、1880kPa(絶対圧)であった。   For each catalyst sample, a conditioning feed gas having a composition as shown in Table 1 was applied at a gas flow of 1760 GHSV for a period of 6 to 72 hours at a temperature between 160 ° C. and 245 ° C. as shown in Table 1. To the catalyst bed. The inlet gas pressure was 1880 kPa (absolute pressure).

表1に示された期間(「コンディショニング期間」)に続いて、温度を235℃に調整し、供給ガス組成物を次のようにエポキシ化供給ガスに調整した:
比較例1および3では、窒素のみを用いたコンディショニングは非常に活性な触媒をもたらしたので、各触媒床への供給ガスは、コンディショニング期間の後に、触媒が暴走したり非常に高い酸素転化率で運転されたりするのを防止するために、10体積%(%v)のエチレン、7体積%の酸素、3体積%の二酸化炭素、3ppmvの塩化エチル、および窒素収支を含むエポキシ化供給ガスに最初に調整された。各触媒床について、反応器流量を3850GHSVに調整した。24時間後、各触媒床に供給されたエポキシ化供給ガスを30体積%のエチレン、8.4体積%の酸素、1.26体積%の二酸化炭素、1.5ppmvの塩化エチル、および窒素収支に調整した。次いで、273kg/m3/時の作業速度に相当する出口ガス流の各々においてエチレンオキシド濃度が3.61体積%になるように、温度を調整した。さらに、各触媒床について、エポキシ化供給ガス中の塩化エチル濃度を1〜5ppmvの間に調節して、出口ガス流の各々において3.61体積%の一定エチレンオキシド濃度で最大選択率を得た。
Following the period shown in Table 1 ("conditioning period"), the temperature was adjusted to 235 ° C and the feed gas composition was adjusted to the epoxidized feed gas as follows:
In Comparative Examples 1 and 3, the conditioning gas using only nitrogen resulted in a very active catalyst, so that the feed gas to each catalyst bed was such that after the conditioning period, catalyst runaway or very high oxygen conversion was observed. An epoxidation feed gas containing 10% by volume (% v) ethylene, 7% by volume oxygen, 3% by volume carbon dioxide, 3 ppmv of ethyl chloride, and a nitrogen balance to prevent overruns Was adjusted to The reactor flow rate was adjusted to 3850 GHSV for each catalyst bed. After 24 hours, the epoxidation feed gas fed to each catalyst bed was subjected to 30% by volume of ethylene, 8.4% by volume of oxygen, 1.26% by volume of carbon dioxide, 1.5 ppmv of ethyl chloride, and a nitrogen balance. It was adjusted. The temperature was then adjusted so that the ethylene oxide concentration was 3.61% by volume in each of the outlet gas streams corresponding to a working speed of 273 kg / m3 / h. In addition, for each catalyst bed, the concentration of ethyl chloride in the epoxidation feed gas was adjusted between 1 and 5 ppmv to obtain maximum selectivity at a constant ethylene oxide concentration of 3.61% by volume in each of the outlet gas streams.

比較例2、4〜5および実施例6〜14では、コンディショニング期間の後、各触媒床への供給ガスを、30体積%のエチレン、8.4体積%の酸素、1.26体積%の二酸化炭素、3ppmvの塩化エチル、および窒素収支を含むエポキシ化供給ガスに調整した。各触媒床について、反応器の流れを3850GHSVに調整し、温度を約24時間一定に保って触媒の平衡化を可能にし、その後、273kg/m3/時の作業速度に相当する出口ガス流の各々においてエチレンオキシド濃度が3.61体積%になるように、温度を調整した。さらに、各触媒床について、エポキシ化供給ガス中の塩化エチル濃度を1〜5ppmvの間に調節して、出口ガス流の各々において3.61体積%の一定エチレンオキシド濃度で最大選択率を得た。   In Comparative Examples 2, 4-5 and Examples 6-14, after the conditioning period, the feed gas to each catalyst bed was 30 vol% ethylene, 8.4 vol% oxygen, 1.26 vol% dioxide. Adjusted to epoxidation feed gas containing carbon, 3 ppmv ethyl chloride, and nitrogen balance. For each catalyst bed, the reactor flow was adjusted to 3850 GHSV and the temperature was kept constant for about 24 hours to allow the catalyst to equilibrate, after which each of the outlet gas streams corresponding to a working speed of 273 kg / m3 / h Was adjusted so that the ethylene oxide concentration became 3.61% by volume. In addition, for each catalyst bed, the ethyl chloride concentration in the epoxidation feed gas was adjusted between 1-5 ppmv to obtain maximum selectivity at a constant ethylene oxide concentration of 3.61% by volume in each of the outlet gas streams.

出口ガス流中の3.61体積%の一定エチレンオキシド濃度を維持し、かつ最大の選択率を達成するために塩化エチル濃度を調節しながら、0.15kT/m3の累積エチレンオキシド生成量(「kT/m3 CumEO」)まで、すべての実施例を実施した。   While maintaining a constant ethylene oxide concentration of 3.61% by volume in the outlet gas stream and adjusting the ethyl chloride concentration to achieve maximum selectivity, a cumulative ethylene oxide production of 0.15 kT / m3 ("kT / m3 CumEO ").

触媒試験および比較の目的で、触媒使用年数は、質量ベースでエチレンオキシドの総累積生成量(例えば、メートルキロトン「kT」を使用した)を(例えば、立方メートル「m3」の)触媒充填反応器容量で除算したものの観点から便利に表現できる。したがって、表1は、0.07〜0.15kT/m3の間のCumEOで達成された最大選択率に関して比較例1〜5および実施例6〜14の各々の性能を提供し、これは、操業中の約11〜22日に相当する。さらに、図1Aは、実験1〜14の棒グラフであり、比較例1〜5について平均選択率85.7%、(低温での)実施例6および7について平均選択率86.9%、ならびに実施例8〜14について平均選択率88.4%を示す。   For catalyst testing and comparison purposes, the catalyst age is calculated by dividing the total ethylene oxide production (e.g., using metric kilotons "kT") on a mass basis by the catalyst loading reactor capacity (e.g., cubic meters "m3"). It can be conveniently expressed in terms of the division. Thus, Table 1 provides the performance of each of Comparative Examples 1-5 and Examples 6-14 with respect to the maximum selectivity achieved with CumEO between 0.07 and 0.15 kT / m3, which indicates that About 11 to 22 days. Further, FIG. 1A is a bar graph of Experiments 1-14, with an average selectivity of 85.7% for Comparative Examples 1-5, 86.9% for Examples 6 and 7 (at low temperature), and The average selectivity for Examples 8 to 14 is 88.4%.

当業者には理解されるように、エチレンエポキシ化触媒の「活性」は、概して、エポキシ化反応器中のエチレンエポキシ化触媒体積の単位当たりのエチレンオキシドに対するエチレンの反応速度を指し、典型的には、所与のエチレンオキシド生成速度を維持するのに必要とされる温度として表される。したがって、以下の表1に関して、活性は、出口ガス流中で3.61体積%の一定エチレンオキシド濃度を維持するのに必要とされる温度として表され、これは、273kg/m3/時の作業速度に相当する。

Figure 2020500873
As will be appreciated by those skilled in the art, the "activity" of an ethylene epoxidation catalyst generally refers to the rate of reaction of ethylene to ethylene oxide per unit of ethylene epoxidation catalyst volume in an epoxidation reactor, typically , Expressed as the temperature required to maintain a given ethylene oxide production rate. Thus, with respect to Table 1 below, the activity is expressed as the temperature required to maintain a constant ethylene oxide concentration of 3.61% by volume in the outlet gas stream, which corresponds to a working rate of 273 kg / m3 / h Is equivalent to
Figure 2020500873

実施例6〜14(本発明による)は、実施例1〜5(比較)と比較して、エチレンエポキシ化触媒を、酸素を含むコンディショニング供給ガスと180℃超の温度で、エチレンの不在下で接触させた後に、エチレンエポキシ化触媒は、同一のエチレンエポキシ化触媒が従来の触媒コンディショニング方法を使用して達成するよりも高い最大触媒選択率を達成することを示す。   Examples 6 to 14 (according to the invention) compare the ethylene epoxidation catalyst with a conditioning feed gas containing oxygen, at a temperature above 180 ° C and in the absence of ethylene, as compared to examples 1 to 5 (comparative). After contacting, the ethylene epoxidation catalyst shows that the same ethylene epoxidation catalyst achieves a higher maximum catalyst selectivity than achieved using conventional catalyst conditioning methods.

比較例1〜4は、160℃〜245℃の温度で不活性ガス(例えば、窒素、エチレン)を使用して、酸素なしでコンディショニングすることを示す。表1に見られるように、これらの比較例は、同様の選択率(86.0、85.7、85.7、および85.5%)をもたらした。比較例5は、コンディショニング供給ガス中の酸素を160℃の温度で利用した。表1に見られるように、これは、同様に160℃で行われたがエチレンを含むコンディショニングガスを用いて行われた比較例4を含むすべての他の比較例と同様の選択率をもたらした。   Comparative Examples 1-4 illustrate conditioning using an inert gas (e.g., nitrogen, ethylene) at a temperature between 160 <0> C and 245 <0> C without oxygen. As seen in Table 1, these comparative examples resulted in similar selectivities (86.0, 85.7, 85.7, and 85.5%). Comparative Example 5 utilized oxygen in the conditioning feed gas at a temperature of 160 ° C. As can be seen in Table 1, this resulted in similar selectivities as all other comparative examples, including Comparative Example 4, which was also performed at 160 ° C. but using a conditioning gas comprising ethylene. .

実施例6および7は、185℃で、それぞれ0.5および5%の酸素を含むコンディショニング供給ガスを使用してコンディショニングした結果としての選択率の改善を示す。表1に見られるように、選択率は、すべての比較例と比較して、特に比較例1と比較して、86.8〜86.9に向上し、これは、酸素の不在下で同一の温度および期間で行われ、わずか86%の選択率が達成された。   Examples 6 and 7 show the improvement in selectivity as a result of conditioning at 185 ° C. using a conditioning feed gas containing 0.5 and 5% oxygen, respectively. As can be seen in Table 1, the selectivity was improved to 86.8-86.9 compared to all comparative examples, especially compared to comparative example 1, which was the same in the absence of oxygen. And a selectivity of only 86% was achieved.

実施例7、8、および12、ならびに比較例5は、酸素を含むコンディショニング供給ガスを用いた選択率に対する温度の影響を示す。比較例5は、コンディショニング供給ガス中の酸素を160℃の温度で利用した。表1および図1Bに示すように、比較例5の選択率は向上しなかったが、代わりに比較例1〜4と同様であった。実施例7は、酸素を含むコンディショニング供給ガスを用いた185℃の温度でのコンディショニングが、比較例1〜5と比較して、特に同じ酸素濃度で、同じ時間、160℃で実施した比較例5と比較して、触媒選択率の改善に効果があることを示す。実施例7における選択率は、比較例5に対して86.8%であり、それはわずか85.6%の選択率を与えた。さらに、実施例8のように温度を220℃に上昇させると、選択率が88.4%にさらに上昇した。また、実施例12のように温度を245℃にさらに上昇させると、選択率が88.4%になった。   Examples 7, 8, and 12 and Comparative Example 5 show the effect of temperature on selectivity using a conditioning feed gas containing oxygen. Comparative Example 5 utilized oxygen in the conditioning feed gas at a temperature of 160 ° C. As shown in Table 1 and FIG. 1B, the selectivity of Comparative Example 5 did not improve, but was similar to Comparative Examples 1-4. Example 7 is a comparative example 5 in which conditioning at a temperature of 185 ° C. using a conditioning supply gas containing oxygen was performed at 160 ° C. for the same time, particularly at the same oxygen concentration, as compared to comparative examples 1 to 5. This shows that the catalyst selectivity is more effective than that of The selectivity in Example 7 was 86.8% relative to Comparative Example 5, which gave only 85.6% selectivity. Further, when the temperature was increased to 220 ° C. as in Example 8, the selectivity was further increased to 88.4%. Further, when the temperature was further increased to 245 ° C. as in Example 12, the selectivity became 88.4%.

すべて24時間実施された、実施例6、7、10、12および14は、図1Cに示すように、酸素濃度の範囲(0.5%、5%、および21%)にわたって複数の温度(185℃および245℃)で選択率の改善を示す。これらの実施例のすべては、比較例1〜5と比較して、特に、それぞれ185℃と245℃で不活性ガスでコンディショニングされた比較例1および3と比較して、選択率の改善を示した。   Examples 6, 7, 10, 12 and 14, all performed for 24 hours, show that multiple temperatures (185%, 185%, and 21%) over a range of oxygen concentrations (0.5%, 5%, and 21%), as shown in FIG. 1C. ° C and 245 ° C). All of these examples show an improvement in selectivity compared to Comparative Examples 1-5, and especially to Comparative Examples 1 and 3 conditioned with an inert gas at 185 ° C and 245 ° C, respectively. Was.

さらに、すべて245℃の温度および5%の酸素濃度で実施された実施例11、12および13は、ある範囲の時間(6、24、および72時間)にわたって選択率の改善を示す。これらすべての実施例は、図1Dに示すように、比較例3と比較して選択率の改善を示した。例えば、100および200時間またはそれ以上の非常に長いコンディショニング時間も効果的であると予想されるが、酸素コンディショニング期間中にエチレンオキシドを生成させないことの経済的影響と釣り合わせるとおそらく実用的ではない。   In addition, Examples 11, 12, and 13, all performed at a temperature of 245 ° C and an oxygen concentration of 5%, show an improvement in selectivity over a range of times (6, 24, and 72 hours). All these examples showed improved selectivity compared to Comparative Example 3, as shown in FIG. 1D. For example, very long conditioning times of 100 and 200 hours or more are expected to be effective, but are probably not practical when balanced with the economic impact of not producing ethylene oxide during oxygen conditioning.

実施例15〜17
追加のマイクロリアクター触媒試験
以下の実施例では、α−アルミナ担体上に堆積された銀およびレニウム助触媒を含む、米国特許第4,766,105号に記載されているようなエチレンエポキシ化触媒を使用した。
Examples 15 to 17
Additional Microreactor Catalyst Testing In the following examples, an ethylene epoxidation catalyst, such as that described in U.S. Pat. used.

4.41グラムの粉砕触媒サンプル(14〜20メッシュ)をステンレス鋼のU字型マイクロリアクター管に装填された。各管の端部は、「単流」操作において触媒床を通過するガスの流れを可能にするガス流システムに接続された。各管の触媒含有部分を、245℃で溶融金属浴(熱媒体)に浸漬した。   4.41 grams of the ground catalyst sample (14-20 mesh) were loaded into a stainless steel U-shaped microreactor tube. The end of each tube was connected to a gas flow system that allowed gas flow through the catalyst bed in "single flow" operation. The catalyst-containing portion of each tube was immersed in a molten metal bath (heat medium) at 245 ° C.

実施例15では、5体積%の酸素、2ppmvの塩化エチル、および窒素の収支を含むコンディショニング供給ガスを1760GHSVのガス流で24時間245℃で触媒床に供給した。入口ガス圧力は、1880kPa(絶対圧)であった。   In Example 15, a conditioning feed gas containing a balance of 5% by volume oxygen, 2 ppmv ethyl chloride, and nitrogen was fed to the catalyst bed at 245 ° C. for 24 hours with a gas flow of 1760 GHSV. The inlet gas pressure was 1880 kPa (absolute pressure).

コンディショニング供給ガスを24時間供給した後、温度を235℃に調整し、供給ガス組成を30体積%のエチレン、8.4体積%の酸素、1.26体積%の二酸化炭素、3.0ppmvの塩化エチル、および窒素の収支を含むエポキシ化供給ガスに調整した。反応器の流れを3850GHSVに調整し、温度を約24時間一定に保って触媒の平衡化を可能にし、その後、273kg/m3/時の作業速度に相当する出口ガス流においてエチレンオキシド濃度が3.61体積%になるように、温度を調整した。さらに、供給ガス中の塩化エチル濃度を1〜5ppmvの間に調節して、出口ガス流において3.61体積%の一定エチレンオキシド濃度で最大選択率を得た。   After supplying the conditioning feed gas for 24 hours, the temperature was adjusted to 235 ° C. and the feed gas composition was adjusted to 30 vol% ethylene, 8.4 vol% oxygen, 1.26 vol% carbon dioxide, 3.0 ppmv chloride. The epoxidation feed gas was adjusted to contain a balance of ethyl and nitrogen. The reactor flow was adjusted to 3850 GHSV and the temperature was kept constant for about 24 hours to allow the catalyst to equilibrate, after which the ethylene oxide concentration was 3.61 in the outlet gas stream corresponding to a working speed of 273 kg / m3 / h. The temperature was adjusted to be% by volume. In addition, the ethyl chloride concentration in the feed gas was adjusted to between 1 and 5 ppmv to obtain maximum selectivity at a constant ethylene oxide concentration of 3.61% by volume in the outlet gas stream.

実施例16では、コンディショニング供給ガスを導入する前に、100モル%の窒素を含むスイープガスを1760GHSVのガス流で24時間触媒床に供給した。入口ガス圧力は、1880kPa(絶対圧)であった。スイープガスを24時間供給した後、温度を245℃に調整し、5体積%の酸素と窒素の収支を含むコンディショニング供給ガスを1760GHSVのガス流で24時間245℃で触媒床に供給した。入口ガス圧力は、1880kPa(絶対圧)であった。   In Example 16, a sweep gas containing 100 mol% nitrogen was supplied to the catalyst bed with a gas flow of 1760 GHSV for 24 hours before introducing the conditioning feed gas. The inlet gas pressure was 1880 kPa (absolute pressure). After supplying the sweep gas for 24 hours, the temperature was adjusted to 245 ° C., and a conditioning feed gas containing a balance of 5% by volume of oxygen and nitrogen was supplied to the catalyst bed at 245 ° C. for 24 hours with a gas flow of 1760 GHSV. The inlet gas pressure was 1880 kPa (absolute pressure).

コンディショニング供給ガスを24時間供給した後、温度を235℃に調整し、供給ガス組成を30体積%のエチレン、8.4体積%の酸素、1.26体積%の二酸化炭素、および窒素の収支を含むエポキシ化供給ガスに調整した。反応器の流れを3850GHSVに調整し、温度を約24時間一定に保って触媒の平衡化を可能にし、その後、273kg/m3/時の作業速度に相当する出口ガス流においてエチレンオキシド濃度が3.61体積%になるように、温度を調整した。さらに、エポキシ化供給ガス中の塩化エチル濃度を1〜5ppmvの間に調節して、出口ガス流において3.61体積%の一定エチレンオキシド濃度で最大選択率を得た。   After supplying the conditioning feed gas for 24 hours, the temperature was adjusted to 235 ° C. and the feed gas composition was adjusted to a balance of 30% by volume of ethylene, 8.4% by volume of oxygen, 1.26% by volume of carbon dioxide and nitrogen. The epoxidation feed gas was adjusted to contain. The reactor flow was adjusted to 3850 GHSV and the temperature was kept constant for about 24 hours to allow the catalyst to equilibrate, after which the ethylene oxide concentration was 3.61 in the outlet gas stream corresponding to a working speed of 273 kg / m3 / h. The temperature was adjusted to be% by volume. In addition, the ethyl chloride concentration in the epoxidation feed gas was adjusted to between 1 and 5 ppmv to obtain maximum selectivity at a constant ethylene oxide concentration of 3.61% by volume in the outlet gas stream.

実施例17では、5体積%の酸素と窒素の収支を含むコンディショニング供給ガスを1760GHSVのガス流で24時間245℃で触媒床に供給した。入口ガス圧力は、1880kPa(絶対圧)であった。コンディショニング供給ガスを24時間供給した後、温度を235℃に調整し、供給ガス組成を10体積%のエチレン、7体積%の酸素、3体積%の二酸化炭素、3.0ppmvの塩化エチル、および窒素の収支を含むエポキシ化供給ガスに調整した。反応器の流れを3850GHSVに調整し、温度を約12時間一定に保って触媒の平衡化を可能にし、その後、温度を11時間かけて260℃に上昇させ、次いで、その後48時間、260℃で一定に保ち、熱処理を行った。   In Example 17, a conditioning feed gas containing a balance of 5% oxygen and nitrogen by volume was fed to the catalyst bed at 245 ° C. for 24 hours with a gas flow of 1760 GHSV. The inlet gas pressure was 1880 kPa (absolute pressure). After supplying the conditioning feed gas for 24 hours, the temperature was adjusted to 235 ° C. and the feed gas composition was adjusted to 10% by volume of ethylene, 7% by volume of oxygen, 3% by volume of carbon dioxide, 3.0 ppmv of ethyl chloride, and nitrogen. Was adjusted to an epoxidized feed gas containing a balance of The reactor flow was adjusted to 3850 GHSV and the temperature was held constant for about 12 hours to allow equilibration of the catalyst, after which the temperature was raised to 260 ° C. over 11 hours and then at 260 ° C. for 48 hours. It was kept constant and heat-treated.

48時間の最後に、温度を250℃に調整し、エポキシ化供給ガスを35体積%のエチレン、8.4体積%の酸素、1.26体積%の二酸化炭素、3.0ppmvの塩化エチル、および窒素収支に調整した。反応器の流れを3850GHSVに調整し、273kg/m3/時の作業速度に相当する出口ガス流においてエチレンオキシド濃度が3.61体積%になるように、温度を調整した。さらに、供給ガス中の塩化エチル濃度を1〜5ppmvの間に調節して、出口ガス流において3.61体積%の一定エチレンオキシド濃度で最大選択率を得た。   At the end of 48 hours, the temperature was adjusted to 250 ° C. and the epoxidation feed gas was 35% by volume ethylene, 8.4% by volume oxygen, 1.26% by volume carbon dioxide, 3.0 ppmv ethyl chloride, and Adjusted to nitrogen balance. The reactor flow was adjusted to 3850 GHSV and the temperature was adjusted such that the ethylene oxide concentration was 3.61% by volume in the outlet gas stream corresponding to a working speed of 273 kg / m3 / h. In addition, the ethyl chloride concentration in the feed gas was adjusted to between 1 and 5 ppmv to obtain maximum selectivity at a constant ethylene oxide concentration of 3.61% by volume in the outlet gas stream.

出口ガス流中の3.61体積%の一定エチレンオキシド濃度を維持し、かつ最大の選択率を達成するために塩化エチル濃度を調節しながら、0.15kT/m3 CumEOまで、実施例15〜17を実施した。表2は、0.07〜0.15kT/m3の間の累積エチレンオキシド生成で達成された最大選択率に関して実施例15〜17の性能を提供し、これは、操業中の約11〜22日に相当する。

Figure 2020500873
Examples 15-17 were maintained up to 0.15 kT / m3 CumEO while maintaining a constant ethylene oxide concentration of 3.61% by volume in the outlet gas stream and adjusting the ethyl chloride concentration to achieve maximum selectivity. Carried out. Table 2 provides the performance of Examples 15-17 with respect to the maximum selectivity achieved with cumulative ethylene oxide production between 0.07 and 0.15 kT / m3, which is approximately 11 to 22 days during operation. Equivalent to.
Figure 2020500873

実施例15は、酸素および有機塩化物を含むコンディショニング供給ガスを利用する本開示のコンディショニング方法が、比較例3の方法(85.7%)のような従来の触媒コンディショニン方法を使用する同一のエチレンエポキシ化触媒が達成するよりも高い最大触媒選択率(88.0%)を達成するエチレンエポキシ化触媒を提供することを示す。   Example 15 shows that the conditioning method of the present disclosure utilizing a conditioning feed gas comprising oxygen and organic chlorides uses the same ethylene using a conventional catalytic conditioning method such as the method of Comparative Example 3 (85.7%). FIG. 4 shows providing an ethylene epoxidation catalyst that achieves a higher maximum catalyst selectivity (88.0%) than does the epoxidation catalyst.

実施例16は、コンディショニングの前にエチレンエポキシ化触媒を任意の窒素スイープガスと接触させる本開示のコンディショニング方法が、比較例3の方法(85.7%)のような従来の触媒コンディショニン方法を使用する同一のエチレンエポキシ化触媒が達成するよりも高い最大触媒選択率(88.2%)を達成するエチレンエポキシ化触媒を提供することを示す。   Example 16 shows that the conditioning method of the present disclosure, in which the ethylene epoxidation catalyst is contacted with an optional nitrogen sweep gas prior to conditioning, uses a conventional catalyst conditioning method such as the method of Comparative Example 3 (85.7%). FIG. 4 provides an ethylene epoxidation catalyst that achieves a higher maximum catalyst selectivity (88.2%) than does the same ethylene epoxidation catalyst.

実施例17は、コンディショニング後にエチレンエポキシ化触媒が任意の熱処理を受ける本開示のコンディショニング方法が、比較例3の方法(85.7%)のような従来の触媒コンディショニン方法を使用する同一のエチレンエポキシ化触媒が達成するよりも高い最大触媒選択率(88.5%)を達成するエチレンエポキシ化触媒を提供することを示す。   Example 17 shows that the conditioning method of the present disclosure in which the ethylene epoxidation catalyst undergoes an optional heat treatment after conditioning uses the same ethylene epoxidation method using a conventional catalyst conditioning method such as the method of Comparative Example 3 (85.7%). Figure 4 shows that an ethylene epoxidation catalyst is provided that achieves a higher maximum catalyst selectivity (88.5%) than does the epoxidation catalyst.

実施例18〜19
比較のための実施例18、本発明による実施例19
マイクロリアクター触媒試験
以下の実施例では、α−アルミナ担体上に堆積された銀およびレニウム助触媒を含む、米国特許第4,766,105号に記載されているようなエチレンエポキシ化触媒を使用した。
Examples 18 to 19
Example 18 for comparison, Example 19 according to the invention
Microreactor Catalyst Test In the following examples, an ethylene epoxidation catalyst as described in U.S. Pat. No. 4,766,105 was used that included silver and rhenium promoters deposited on an alpha-alumina support. .

4.41グラムの粉砕触媒サンプル(14〜20メッシュ)をステンレス鋼のU字型マイクロリアクター管に装填された。各管の端部は、「単流」操作において触媒床を通過するガスの流れを可能にするガス流システムに接続された。各管の触媒含有部分を、245℃で溶融金属浴(熱媒体)に浸漬した。   4.41 grams of the ground catalyst sample (14-20 mesh) were loaded into a stainless steel U-shaped microreactor tube. The end of each tube was connected to a gas flow system that allowed gas flow through the catalyst bed in "single flow" operation. The catalyst-containing portion of each tube was immersed in a molten metal bath (heat medium) at 245 ° C.

比較例18では、100モル%の窒素を含むコンディショニング供給ガスを1760GHSVのガス流で24時間245℃で触媒床に供給した。入口ガス圧力は、1880kPa(絶対圧)であった。   In Comparative Example 18, a conditioning feed gas containing 100 mole% nitrogen was fed to the catalyst bed at 245 ° C. for 24 hours with a gas flow of 1760 GHSV. The inlet gas pressure was 1880 kPa (absolute pressure).

実施例19では、5体積%の酸素と窒素の収支を含むコンディショニング供給ガスを1760GHSVのガス流で24時間245℃で触媒床に供給した。入口ガス圧力は、1880kPa(絶対圧)であった。   In Example 19, a conditioning feed gas containing a balance of 5% oxygen and nitrogen by volume was fed to the catalyst bed at 245 ° C. for 24 hours with a gas flow of 1760 GHSV. The inlet gas pressure was 1880 kPa (absolute pressure).

両方の触媒床について、コンディショニング供給ガスを24時間供給した後、温度を235℃に調整し、供給ガス組成を30体積%のエチレン、8.4体積%の酸素、1.26体積%の二酸化炭素、3.0ppmvの塩化エチル、および窒素の収支を含むエポキシ化供給ガスに調整した。両方の触媒床について、反応器の流れを3850GHSVに調整し、温度を235℃に保った。次に酸素転化および選択率を次の12時間監視した。   After feeding the conditioning feed gas for both catalyst beds for 24 hours, the temperature was adjusted to 235 ° C. and the feed gas composition was adjusted to 30% by volume ethylene, 8.4% by volume oxygen, 1.26% by volume carbon dioxide. Adjusted to an epoxidation feed gas containing 3.0 ppmv of ethyl chloride and a nitrogen balance. The reactor flow was adjusted to 3850 GHSV and the temperature was maintained at 235 ° C. for both catalyst beds. The oxygen conversion and selectivity were then monitored for the next 12 hours.

エポキシ化供給ガスの導入後の最初の12時間における、比較例18および実施例19の酸素転化率および選択率を示す、図2Aおよび2Bを参照する。実施例19の図2Aに見られるように、触媒床を5%の酸素を含むコンディショニング供給ガスと245℃の温度の酸素で24時間接触させると、エポキシ化反応の最初の12時間の間に約8%の初期酸素転化率から始まり、約35%まで徐々に上昇する非常に低い酸素転化率が得られた。これは、酸素を含むコンディショニング供給ガスと接触させなかった比較例18とは対照的であり、約97%の非常に高い初期酸素転化率をもたらし、徐々に80%まで減少する。当業者には理解されるように、高酸素転化率は、反応器の暴走、触媒床のホットスポット、分解、ならびに安全性およびエポキシ化プロセスを制御するためのプラントオペレータの能力を損なう可能性がある他の影響をもたらし得るので望ましくない。高い酸素転化率はまた、触媒に不可逆的な損傷を与える可能性がある。プラントオペレータは通常、酸素および/もしくはエチレンの供給速度ならびに濃度を制限することによって高い酸素転化シナリオを回避するための措置を講じるか、または触媒を失活させるために追加の時間を要する必要がある。これは、通常のエチレンオキシド生成中に利用されるエポキシ化供給ガスと同一または実質的に同一の全生成速度および最終エチレンおよび/または酸素濃度が達成されるまでの非常に長い開始時間につながる。   2A and 2B, which show the oxygen conversion and selectivity of Comparative Example 18 and Example 19 during the first 12 hours after introduction of the epoxidation feed gas. As can be seen in FIG. 2A of Example 19, contacting the catalyst bed with a conditioning feed gas containing 5% oxygen for 24 hours at a temperature of 245 ° C. for about 24 hours results in about 15 Very low oxygen conversions were obtained, starting with an initial oxygen conversion of 8% and gradually increasing to about 35%. This is in contrast to Comparative Example 18, which was not contacted with a conditioning feed gas containing oxygen, resulting in a very high initial oxygen conversion of about 97%, gradually decreasing to 80%. As will be appreciated by those skilled in the art, high oxygen conversion can compromise reactor runaway, catalyst bed hot spots, cracking, and the ability of plant operators to control safety and epoxidation processes. It is undesirable because it can have certain other effects. High oxygen conversion can also cause irreversible damage to the catalyst. Plant operators typically need to take action to avoid high oxygen conversion scenarios by limiting oxygen and / or ethylene feed rates and concentrations, or take extra time to deactivate the catalyst . This leads to very long start times until the same or substantially the same total production rate and final ethylene and / or oxygen concentration as the epoxidation feed gas utilized during normal ethylene oxide production is achieved.

さらに、図2Bに見られるように、実施例19は、比較例18と比較して、エポキシ化供給ガスの導入後2時間で約82%の高い選択率を達成し、これは、2時間後に約40%の選択率しか達成されず、次の10時間で約48%まで徐々に改善した。選択率の向上は、明らかに本開示の重要な経済的利益である。   Further, as can be seen in FIG. 2B, Example 19 achieved a higher selectivity of about 82% 2 hours after introduction of the epoxidation feed gas, as compared to Comparative Example 18, which was 2 hours later. Only about 40% selectivity was achieved and gradually improved to about 48% over the next 10 hours. Increasing selectivity is clearly a significant economic benefit of the present disclosure.

したがって、本開示は、言及された目的および利点、ならびにそれらに固有のものを達成するためによく適合されている。本開示は、本明細書の教示の恩恵を受ける当業者に明らかな、異なるが同等の方法で修正および実施され得るので、上記に開示された特定の実施形態は例示にすぎない。さらに、以下の特許請求の範囲に記載されているもの以外に、本明細書に示されている構造または設計の詳細に対する限定は意図されていない。したがって、上に開示された特定の例示的な実施形態は変更または修正されてもよく、そのような変形はすべて本発明の範囲および精神の範囲内にあると考えられていることが明らかである。組成物および方法/プロセスは、様々な構成要素またはステップを「含む(comprising)」、「含む(containing)」、または「含む(including)」に関して記載されているが、組成物および方法/プロセスはまた、様々な構成要素およびステップ「から本質的になる(consist essentially of)」または「からなる(consist of)」こともできる。上記に開示されたすべての数および範囲はいくらか変動し得る。下限および上限を有する数値範囲が開示されるときはいつでも、その範囲内に入る任意の数および任意の含まれる範囲が具体的に開示される。特に、本明細書に開示される値のあらゆる範囲(「aからb(from a to b)」、または同様に「a〜b(from a−b)」の形態)は、より広い範囲の値内に包含されるあらゆる数および範囲を記載すると理解されるべきである。また、特許権所有者によって明示的かつ明確に定義されていない限り、特許請求の範囲における用語は、それらの明白な通常の意味を有する。さらに、特許請求の範囲で使用される不定冠詞「a」または「an」は、それが導入する1つ以上の要素を意味するように本明細書で定義される。本明細書中の単語または用語の使用と、参照により本明細書に組み込まれ得る1つ以上の特許または他の文書との間に矛盾がある場合、本明細書と一致する定義を採用すべきである。
Accordingly, the present disclosure is well-adapted to achieve the objects and advantages mentioned, as well as those inherent therein. The specific embodiments disclosed above are merely exemplary, as the present disclosure may be modified and implemented in different but equivalent ways apparent to those skilled in the art having the benefit of the teachings herein. In addition, no limitations are intended to the structural or design details set forth herein, other than as described in the following claims. It is therefore evident that the particular exemplary embodiments disclosed above may be changed or modified, and all such variations are considered to be within the scope and spirit of the invention. . Although the compositions and methods / processes are described in terms of "comprising,""containing," or "including," the various components or steps are described in the context of the compositions and methods / processes. Also, the various components and steps may be “consistently essential of” or “consistent of”. All numbers and ranges disclosed above may vary somewhat. Whenever a numerical range with a lower and upper limit is disclosed, any number and any included range falling within the range is specifically disclosed. In particular, any range of values disclosed herein (from "a to b" or, similarly, in the form of "ab (from a-b)") is used to cover a wider range of values. It should be understood that every number and range subsumed within is described. Also, unless explicitly and clearly defined by the patentee, the terms in the claims have their plain, ordinary meaning. Further, the indefinite article "a" or "an" as used in the claims is defined herein to mean one or more elements it introduces. If there is a conflict between the use of a word or term herein and one or more patents or other documents that may be incorporated herein by reference, the definition consistent with this specification should be adopted. It is.

Claims (10)

エチレンエポキシ化触媒のコンディショニング方法であって、
銀およびレニウム助触媒を堆積させた担体を含むエチレンエポキシ化触媒を酸素を含むコンディショニング供給ガスと少なくとも2時間の期間、180℃超かつ最大250℃の温度で接触させることであって、前記エチレンエポキシ化触媒と前記コンディショニング供給ガスとの前記接触が、エポキシ化反応器内でエチレンの不在下で行われる、接触させることを含む、方法。
A method for conditioning an ethylene epoxidation catalyst, comprising:
Contacting an ethylene epoxidation catalyst comprising a carrier with silver and rhenium co-catalyst deposited thereon with a conditioning feed gas comprising oxygen at a temperature greater than 180 ° C. and up to 250 ° C. for at least 2 hours. Contacting the oxidizing catalyst with the conditioning feed gas in an epoxidation reactor in the absence of ethylene.
前記コンディショニングガスが、不活性ガスおよび有機塩化物をさらに含む、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the conditioning gas further comprises an inert gas and an organic chloride. 前記温度が、少なくとも185℃〜最大250℃である、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the temperature is at least 185C to a maximum of 250C. 前記温度が、少なくとも185℃〜最大245℃である、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the temperature is at least 185 ° C. to a maximum of 245 ° C. 前記コンディショニング供給ガスが、全コンディショニング供給ガスに対して0.5〜21モル%の濃度の酸素を含む、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the conditioning feed gas comprises oxygen at a concentration of 0.5 to 21 mol%, based on the total conditioning feed gas. 前記期間が、2時間〜200時間である、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the time period is between 2 hours and 200 hours. 前記期間が、2時間〜72時間である、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the time period is between 2 hours and 72 hours. 前記エチレンエポキシ化触媒をスイープガスと接触させることをさらに含む、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, further comprising contacting the ethylene epoxidation catalyst with a sweep gas. エチレンの前記エポキシ化方法であって、
銀およびレニウム助触媒を堆積させた担体を含むエチレンエポキシ化触媒を酸素を含むコンディショニング供給ガスと少なくとも2時間の期間、180℃超かつ最大250℃の温度で接触させることであって、前記エチレンエポキシ化触媒と前記コンディショニング供給ガスとの前記接触が、エポキシ化反応器内でエチレンの不在下で行われる、接触させることと、
続いて、前記エポキシ化反応器内の前記エチレンエポキシ化触媒を、エチレン、酸素、および有機塩化物を含むエポキシ化供給ガスと接触させることと、を含む、方法。
The method for epoxidation of ethylene, wherein
Contacting an ethylene epoxidation catalyst comprising a carrier with silver and rhenium co-catalyst deposited thereon with a conditioning feed gas comprising oxygen at a temperature greater than 180 ° C. and up to 250 ° C. for at least 2 hours. Contacting the oxidizing catalyst with the conditioning feed gas in an epoxidation reactor in the absence of ethylene; contacting;
Subsequently contacting the ethylene epoxidation catalyst in the epoxidation reactor with an epoxidation feed gas comprising ethylene, oxygen, and an organic chloride.
エチレンエポキシ化プロセスにおけるエチレンエポキシ化触媒の選択率の改善方法であって、
銀およびレニウム助触媒を堆積させた担体を含むエチレンエポキシ化触媒を酸素を含むコンディショニング供給ガスと少なくとも2時間の期間、180℃超かつ最大250℃の温度で接触させることであって、前記エチレンエポキシ化触媒と前記コンディショニング供給ガスとの前記接触が、エポキシ化反応器内でエチレンの不在下で行われる、接触させることと、
続いて、前記エポキシ化反応器内の前記エチレンエポキシ化触媒を、エチレン、酸素、および有機塩化物を含むエポキシ化供給ガスと接触させることと、を含む、方法。
A method for improving the selectivity of an ethylene epoxidation catalyst in an ethylene epoxidation process,
Contacting an ethylene epoxidation catalyst comprising a carrier with silver and rhenium co-catalyst deposited thereon with a conditioning feed gas comprising oxygen at a temperature greater than 180 ° C. and up to 250 ° C. for at least 2 hours. Contacting the oxidizing catalyst with the conditioning feed gas in an epoxidation reactor in the absence of ethylene; contacting;
Subsequently contacting the ethylene epoxidation catalyst in the epoxidation reactor with an epoxidation feed gas comprising ethylene, oxygen, and an organic chloride.
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